[发明专利]基于直接转矩控制的五相逆变器双电机系统容错控制方法

摘要

本发明公开了一种基于直接转矩控制的五相逆变器双电机系统容错控制方法，包括以下步骤：利用直接转矩控制求得两台电机各自所需的相开关状态；将4个独立相开关状态直接作为4个独立桥臂开关状态；定义权重函数，公共桥臂开关状态根据权重函数值的大小从两个相开关状态中选择，结合直接得到的4个独立桥臂的开关状态，可以得到五相逆变器的5个桥臂的开关状态，进而控制五相逆变器驱动两台3相电机。本发明涉及的容错控制方法具有成本低、可靠性高、简单易行等优点。

主权项

1.一种基于直接转矩控制的五相逆变器双电机系统容错控制方法，其特征在于：依次包含以下步骤：第一步：用电流传感器测量得到永磁同步电机的三相电流ia、ib、ic；第二步：根据永磁同步电机三相电流ia、ib、ic和转子位置θ，通过式(1)计算得到d轴电流id和q轴电流iq，所述d轴和q轴为dq坐标系的横轴和纵轴；第三步：根据dq轴电流、永磁磁链ψf和dq轴电感Ld、Lq，通过式(2)计算得到d轴磁链ψd和q轴磁链ψq：第四步：根据dq轴磁链，通过式(3)计算得到α轴磁链ψα和β轴磁链ψβ，所述α轴和β轴为αβ坐标系的横轴和纵轴，且所述dq坐标系和αβ坐标系的原点重合，横轴之间相位角为θ；第五步：根据αβ轴磁链，通过式(4)计算得到定子磁链幅值ψ和定子磁链角θψ：第六步：根据dq轴电流、dq轴电感、永磁磁链ψf和电机极对数Pn，通过式(5)计算得到电磁转矩Te：第七步：磁链参考值ψ*设置为永磁磁链ψf,即ψ*＝ψf；根据目标转速ω*、实际转速ω、比例系数Kp和积分系数Ki，通过式(6)计算得到电磁转矩参考值Te*：第八步：根据电磁转矩参考值Te*、电磁转矩Te和滞环带宽HTe，通过式(7)计算得到σTe：第九步：根据磁链参考值ψ*、定子磁链ψ和滞环带宽Hψ，通过式(8)计算得到σψ：第十步：根据定子磁链角θψ查表1得到定子磁链角所在扇区，再结合σTe和σψ的值通过查表2得到所需电压矢量；表1扇区划分表2电压矢量表第十一步：在每一个控制周期Ts，通过第一步至第十步分别求得电机1和电机2所需的电压矢量(sA1，sB1，sC1)和(sA2，sB2，sC2)；第十二步：sA1，sB1，sA2和sB2直接作为4个独立桥臂的开关状态s1，s2，s5和s4，如式(9)所示：第十三步：根据电机1的电磁转矩Te1、电机1电磁转矩参考值Te1*和电机2的电磁转矩Te2、电机2电磁转矩参考值Te2*，通过式(10)计算得到转矩误差ΔTe1和ΔTe2：第十四步：根据电机1的定子磁链ψ1、电机1定子磁链参考值ψ1*和电机2的定子磁链ψ2、电机2定子磁链参考值ψ2*，通过式(11)计算得到磁链误差Δψ1和Δψ2：第十五步：根据两台电机的转矩误差和磁链误差，以及转矩误差系数KTe和磁链误差系数Kψ，通过式(12)计算得到权重函数值G1和G2：第十六步：根据权重函数值G1和G2，通过式(13)得到公共桥臂开关状态s3，结合第十二步中得到的4个独立桥臂开关状态，能够得到五相逆变器5个桥臂的开关状态s1，s2，s3，s4，s5；进而控制五相逆变器驱动两台3相电机：