[发明专利]一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法

摘要

本发明涉及一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法，通过计算出的矢量、时间送给逆变器的逆变桥臂占空比合成环节，输出控制五个桥臂功率开关器件的开关信号，当逆变器输出满足要求的空间电压矢量作用于两个电机，实现两个电机机电能量转换的解耦控制，两台电机控制策略可以采用矢量控制或直接转矩控制。本发明采用空间电压矢量合成方法，实现了M1平面和M2平面电压矢量的精确合成，从而实现了两台电机转矩的精确控制，减小了两台电机转矩脉动，增强了两台电机运行的平稳性。

主权项

1.一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：采集所述五相逆变器的输出电流i_A、i_B、i_C、i_D、i_E及通过所述五相逆变器供电驱动的第一五相电机M1和第二五相电机M2的转子位置角θ_r1和θ_r2，并分别进行参考电压矢量计算得到第一五相电机M1的电压基波平面即M1平面和第二五相电机M2的电压基波平面即M2平面的参考电压矢量和公式如下所示：其中为M1的电压基波平面静止坐标系下α₁轴及β₁轴两轴上的电压分量；为M2的电压基波平面静止坐标系下α₂轴及β₂轴两轴上的电压分量；步骤S2：根据五相电机串联规则，得M1的电压基波平面上的各电压矢量u_m1为：其中m1＝16S_A+8S_B+4S_C+2S_D+S_EM2的电压基波平面上的各电压矢量u_m2为：其中m2＝16S_A+8S_B+4S_C+2S_D+S_E上述两个公式中S_A～S_E代表逆变器五相输出状态，如果上桥臂开通，则S_k＝1，k＝A～E；如果下桥臂开通，则S_k＝0；根据u_m1与u_m2的公式在两个电压基波平面画出各电压矢量，分别将所述第一台五相电机的电压基波平面即M1平面和第二台五相电机的电压基波平面即M2平面以0.2π为单位划分为10个扇区；将所述M1平面参考电压矢量的相角θ₁进行平面扇区的计算得到M1平面扇区号k₁；将所述M2平面参考电压矢量的相角θ₂进行平面扇区的计算得到M2平面扇区号k₂；步骤S3：根据M1平面扇区号k₁所处扇区，选择该扇区内与M1平面静止坐标系α₁轴夹角小的中矢量和长矢量u_m11及u_l11，以及与α₁轴夹角大的中矢量和长矢量u_m12及u_l12；根据M2平面扇区号k₂所处扇区，选择该扇区内与M2平面静止坐标系α₂轴夹角小的中矢量和长矢量u_m21及u_l21，以及与α₂轴夹角大的中矢量和长矢量u_m22及u_l22；步骤S4：计算M1平面的参考电压矢量副值的作用时间T_s1；计算M2平面的参考电压矢量副值的作用时间T_s2；步骤S5：在所述M1平面上计算与M1的电压基波平面静止坐标系α₁轴夹角小的中矢量u_m11和长矢量u_l11作用时间T_mk1、T_lk1以及与α₁轴夹角大的中矢量u_m12和长矢量u_l12作用时间T_m(k1+1)、T_l(k1+1)，此时由四个矢量几何关系可得M2平面合成电压矢量为0；步骤S6：在所述M2平面上计算与M2的电压基波平面静止坐标系α₂轴夹角小的中矢量u_m21和长矢量u_l21作用时间T_mk2、T_lk2以及与α₂轴夹角大的中矢量u_m22和长矢量u_l22作用时间T_m(k2+1)、T_l(k2+1)，此时由四个矢量几何关系可得M1平面合成电压矢量为0；步骤S7：将步骤S5中得到的T_mk1、T_lk1、T_m(k1+1)、T_l(k1+1)进行M1平面零矢量作用时间计算，得到M1平面零矢量作用时间T_01；将步骤S6中得到的T_mk2、T_lk2、T_m(k2+1)和T_l(k2+1)进行M2平面零矢量作用时间计算，得到M2平面零矢量作用时间T₀₂；步骤S8：由伏秒乘积等效原则，将上述电压矢量u_m11、u_l11、u_m12、u_l12、u_m21、u_l21、u_m22、u_l22对应的作用时间T_mk1、T_lk1、T_m(k1+1)、T_l(k1+1)、T_mk2、T_lk2、T_m(k2+1)、T_l(k2+1)、及零矢量作用时间T₀₁、T₀₂转化为逆变器各上桥臂导通的时间T_a‑T_e，用以控制五相逆变器输出空间电压矢量作用于第一五相电机M1和第二五相电机M2，实现两个电机机电能量转换的解耦控制。