五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)的控制 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于在紡織、造紙、乳鋼和軌道交通等行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控 制方法一直是學(xué)者們關(guān)注的研宄熱點(diǎn)。通常所研宄的多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，每臺(tái)三相電機(jī)均 由一臺(tái)三相逆變器獨(dú)立控制，這也是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中最常用的控制結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，隨著 多相電機(jī)的發(fā)展，多相逆變器得到了廣泛應(yīng)用。于是，為了減少開關(guān)器件的使用數(shù)量，研宄 者提出了基于多相逆變器的新型多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，例如采用五相逆變器同時(shí)控制 兩臺(tái)三相電機(jī)，稱之為五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)。圖1即顯示了五相逆變器雙三相電機(jī) 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。如圖1所示，五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)包括具有橋臂1~橋臂5的五 相逆變器以及三相電機(jī)1、三相電機(jī)2,橋臂1中點(diǎn)、橋臂2中點(diǎn)與三相電機(jī)1的其中兩相繞 組（圖中為A、B兩相，分別記為ApBj分別連接，橋臂4中點(diǎn)、橋臂5中點(diǎn)與三相電機(jī)2的 其中兩相繞組（圖中為A、B兩相，分別記為A 2、B2)分別連接，三相電機(jī)1的C相繞組（記 為Q)、三相電機(jī)2的C相繞組（記為C 2)同時(shí)與橋臂3中點(diǎn)連接，橋臂3通常被稱為公共 橋臂，而其余四個(gè)橋臂被稱為獨(dú)立橋臂。與傳統(tǒng)的兩套單逆變器單電機(jī)系統(tǒng)相比，五相逆變 器雙三相電機(jī)系統(tǒng)最鮮明的特點(diǎn)就是省去了兩個(gè)功率開關(guān)器件。
[0003] 由于采用五相逆變器同時(shí)控制兩臺(tái)三相電機(jī)，因此不能直接使用現(xiàn)有各種適用于 單三相逆變器單三相電機(jī)的控制方法。針對(duì)五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，已提出了一些控 制方法，例如等分法、預(yù)設(shè)法、查表法等。
[0004] 電流滯環(huán)控制方法由于具有結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中具有 廣泛的應(yīng)用。但是，目前尚無在五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)中采用電流滯環(huán)控制方法的公 開報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種五相逆變器雙三相 電機(jī)系統(tǒng)的控制方法，采用電流滯環(huán)控制方式，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)以及適用范圍 更寬的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
[0007] -種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)的控制方法，所述五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)包 括具有第一~第五橋臂的五相逆變器以及第一三相電機(jī)、第二三相電機(jī)；第一橋臂、第二 橋臂、第四橋臂、第五橋臂為獨(dú)立橋臂，其橋臂中點(diǎn)分別連接第一三相電機(jī)的兩相繞組、第 二三相電機(jī)的兩相繞組；第三橋臂為公共橋臂，其橋臂中點(diǎn)同時(shí)連接第一三相電機(jī)的第三 相繞組和第二三相電機(jī)的第三相繞組；所述控制方法具體如下：首先利用三相電流滯環(huán)控 制方法獲取第一三相電機(jī)三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)和第二三相電機(jī)三相繞組的理論開關(guān) 狀態(tài)；以其所連接的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)分別作為各獨(dú)立橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，并以與 公共橋臂所連接的兩相繞組中相電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)作為公共 橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)；按照所得到的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)第一~第五橋臂進(jìn)行控制。
[0008] 根據(jù)相同發(fā)明思路還可得到一種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，具體如下：
[0009] -種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，所述五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)包括具有第 一~第五橋臂的五相逆變器以及第一三相電機(jī)、第二三相電機(jī)；第一橋臂、第二橋臂、第四 橋臂、第五橋臂為獨(dú)立橋臂，其橋臂中點(diǎn)分別連接第一三相電機(jī)的兩相繞組、第二三相電機(jī) 的兩相繞組；第三橋臂為公共橋臂，其橋臂中點(diǎn)同時(shí)連接第一三相電機(jī)的第三相繞組和第 二三相電機(jī)的第三相繞組；所述五相逆變器的控制單元包括三相電流滯環(huán)控制模塊和開關(guān) 狀態(tài)選擇模塊；三相電流滯環(huán)控制模塊用于通過三相電流滯環(huán)控制方法獲取第一三相電機(jī) 三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)和第二三相電機(jī)三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)；開關(guān)狀態(tài)選擇模塊用 于生成第一~第五橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)并按照所生成的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)第一~第五橋臂 進(jìn)行控制，所述生成第一~第五橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)具體如下：以其所連接的相繞組的理 論開關(guān)狀態(tài)分別作為各獨(dú)立橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，并以與公共橋臂所連接的兩相繞組中相 電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)作為公共橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)。
[0010] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0011] 本發(fā)明僅需要在現(xiàn)有或?qū)⒂械娜嚯娏鳒h(huán)控制方法基礎(chǔ)上進(jìn)行少量修改即可 實(shí)現(xiàn)，適用于各種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，適用范圍更寬，實(shí)現(xiàn)更簡單；
[0012] 本發(fā)明繼承了傳統(tǒng)三相電流滯環(huán)控制方法所具有的結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013] 圖1為五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為【具體實(shí)施方式】中本發(fā)明控制方法的流程示意圖；
[0015] 圖3為兩臺(tái)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)波形；
[0016] 圖4是三相電機(jī)1轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)波形；
[0017] 圖5是三相電機(jī)2轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)波形；
[0018] 圖6是C1相電流的實(shí)驗(yàn)波形；
[0019] 圖7是C2相電流的實(shí)驗(yàn)波形；
[0020] 圖8是公共橋臂電流的實(shí)驗(yàn)波形。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0022] 本發(fā)明的思路是對(duì)現(xiàn)有三相電流滯環(huán)控制方法進(jìn)行改進(jìn)，使其能適用于五相逆變 器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，從而具有電流滯環(huán)控制方法所固有的結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0023] 本發(fā)明五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)的控制方法，所述五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng) 包括具有第一~第五橋臂的五相逆變器以及第一三相電機(jī)、第二三相電機(jī)；第一橋臂、第二 橋臂、第四橋臂、第五橋臂為獨(dú)立橋臂，其橋臂中點(diǎn)分別連接第一三相電機(jī)的兩相繞組、第 二三相電機(jī)的兩相繞組；第三橋臂為公共橋臂，其橋臂中點(diǎn)同時(shí)連接第一三相電機(jī)的第三 相繞組和第二三相電機(jī)的第三相繞組；所述控制方法具體如下：首先利用三相電流滯環(huán)控 制方法獲取第一三相電機(jī)三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)和第二三相電機(jī)三相繞組的理論開關(guān) 狀態(tài)；以其所連接的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)分別作為各獨(dú)立橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，并以與 公共橋臂所連接的兩相繞組中相電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)作為公共 橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)；按照所得到的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)第一~第五橋臂進(jìn)行控制。
[0024] 根據(jù)相同發(fā)明思路還可得到一種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，具體如下：
[0025] -種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)，所述五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)包括具有第 一~第五橋臂的五相逆變器以及第一三相電機(jī)、第二三相電機(jī)；第一橋臂、第二橋臂、第四 橋臂、第五橋臂為獨(dú)立橋臂，其橋臂中點(diǎn)分別連接第一三相電機(jī)的兩相繞組、第二三相電機(jī) 的兩相繞組；第三橋臂為公共橋臂，其橋臂中點(diǎn)同時(shí)連接第一三相電機(jī)的第三相繞組和第 二三相電機(jī)的第三相繞組；所述五相逆變器的控制單元包括三相電流滯環(huán)控制模塊和開關(guān) 狀態(tài)選擇模塊；三相電流滯環(huán)控制模塊用于通過三相電流滯環(huán)控制方法獲取第一三相電機(jī) 三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)和第二三相電機(jī)三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)；開關(guān)狀態(tài)選擇模塊用 于生成第一~第五橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)并按照所生成的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)第一~第五橋臂 進(jìn)行控制，所述生成第一~第五橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)具體如下：以其所連接的相繞組的理 論開關(guān)狀態(tài)分別作為各獨(dú)立橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，并以與公共橋臂所連接的兩相繞組中相 電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)作為公共橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)。
[0026] 為方便起見，下面以圖1所示的五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)為例來對(duì)本發(fā)明技術(shù) 方案進(jìn)行詳細(xì)說明。其控制方法流程如圖2所示，具體包括以下步驟：
[0027] 1)根據(jù)三相電流滯環(huán)控制方法得到三相電機(jī)1和三相電機(jī)2各自的三相繞組的理 論開關(guān)狀態(tài)k A1、kB1、ka和kA2、kB2、1^ 2;其中三相電流滯環(huán)控制方法可采用各種現(xiàn)有的或?qū)?有的三相電流滯環(huán)控制方法，由于三相電流滯環(huán)控制方法為現(xiàn)有廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù)，此 處不再贅述；
[0028] 2)根據(jù)下式得到橋臂1、2、4、5的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)Sl、s 2、s4、s5:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種五相逆變器雙=相電機(jī)系統(tǒng)的控制方法，所述五相逆變器雙=相電機(jī)系統(tǒng)包括 具有第一~第五橋臂的五相逆變器W及第一=相電機(jī)、第二=相電機(jī)；第一橋臂、第 二橋臂、第四橋臂、第五橋臂為獨(dú)立橋臂，其橋臂中點(diǎn)分別連接第一=相電機(jī)的兩相繞組、 第二=相電機(jī)的兩相繞組；第=橋臂為公共橋臂，其橋臂中點(diǎn)同時(shí)連接第一=相電機(jī)的第 =相繞組和第二=相電機(jī)的第=相繞組；其特征在于，所述控制方法具體如下；首先利用 =相電流滯環(huán)控制方法獲取第一=相電機(jī)=相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)和第二=相電機(jī)=相 繞組的理論開關(guān)狀態(tài)；W其所連接的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)分別作為各獨(dú)立橋臂的實(shí)際開 關(guān)狀態(tài)，并W與公共橋臂所連接的兩相繞組中相電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān) 狀態(tài)作為公共橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)；按照所得到的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)第一~第五橋臂進(jìn)行控 制。
2. -種五相逆變器雙=相電機(jī)系統(tǒng)，所述五相逆變器雙=相電機(jī)系統(tǒng)包括具有第一~ 第五橋臂的五相逆變器W及第一=相電機(jī)、第二=相電機(jī)；第一橋臂、第二橋臂、第四 橋臂、第五橋臂為獨(dú)立橋臂，其橋臂中點(diǎn)分別連接第一=相電機(jī)的兩相繞組、第二=相電機(jī) 的兩相繞組；第=橋臂為公共橋臂，其橋臂中點(diǎn)同時(shí)連接第一=相電機(jī)的第=相繞組和第 二=相電機(jī)的第=相繞組；其特征在于，所述五相逆變器的控制單元包括=相電流滯環(huán)控 制模塊和開關(guān)狀態(tài)選擇模塊；=相電流滯環(huán)控制模塊用于通過=相電流滯環(huán)控制方法獲取 第一=相電機(jī)=相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)和第二=相電機(jī)=相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)；開關(guān)狀 態(tài)選擇模塊用于生成第一~第五橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)并按照所生成的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)第 一~第五橋臂進(jìn)行控制，所述生成第一~第五橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)具體如下；W其所連接 的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)分別作為各獨(dú)立橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，并W與公共橋臂所連接的 兩相繞組中相電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)作為公共橋臂的實(shí)際開關(guān)狀 態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)的控制方法，屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明控制方法首先利用三相電流滯環(huán)控制方法獲取兩臺(tái)三相電機(jī)各自的三相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)；然后從與公共橋臂所連接的兩相繞組中選擇相電流偏差絕對(duì)值較大的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)作為公共橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，而獨(dú)立橋臂的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)等于與其所連接的相繞組的理論開關(guān)狀態(tài)；最后以所得到的實(shí)際開關(guān)狀態(tài)對(duì)五相逆變器進(jìn)行控制。本發(fā)明還公開了一種采用上述控制方法的五相逆變器雙三相電機(jī)系統(tǒng)。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)以及適用范圍更寬的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02P5-74
【公開號(hào)】CN104682779
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510115174
【發(fā)明人】王偉, 張景皓, 程明
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日