[发明专利]一种双电机三桥臂逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双电机三桥臂逆变器控制方法，采用直接转矩法获取获取两组开关状态，根据转矩控制信号、磁链控制信号和三相电机M1和三相电机M2的转子位置信号选择电压矢量选择开关的开关触发信号，据此可以得到不同方向的桥臂开关通断状态，利用直接转矩控制获取三相永磁同步电机的电压矢量表，并通过选择其桥臂的开关状态对两台三相永磁同步电机进行控制，选择开关可以自主控制，实现了两个三相永磁同步电机分时运行，本方法控制简单明确。本发明具有算法简单、响应快和精度高的优点。同时，本发明提出了基于九开关三桥臂逆变器的控制方案，该方案可以进一步降低系统的硬件成本，方便本发明技术的快速推广和应用。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种双电机三桥臂逆变器及其控制方法。

背景技术

双电机系统可以通过控制两台电机的输出转矩，从而达到消除传动间隙并分担负载的目的。近年来，随着社会生活和工业生产更高需求，双电机控制系统广泛应用于造纸、交通、电动汽车、洗衣机、空调及其他家电的应用领域。多相电机驱动系统具有低压大功率输出，高功率密度、转矩波动小，适于容错运行等特点，获得了广泛的关注。在双电机驱动系统中，需要同时控制两个电机对开发人员来说不仅要处理更高的复杂性，还必须确保任何情况下的安全运行，包括设备故障时的安全。近年来，双电机驱动系统多采用十二开关六桥臂逆变器拓扑。该结构的系统虽然具有较好的控制性能，但是系统的硬件成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电机三桥臂逆变器及其控制方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双电机三桥臂逆变器，包括控制器、三相电机M1、三相电机M2和三桥臂逆变器；

三桥臂逆变器包括三个并联的逆变器桥臂，逆变器桥臂连接同一个直流电源，每个逆变器桥臂均包括三个串联的功率开关管，每个逆变器桥臂上相邻两个功率开关管之间为中点，三相电机M1的三个绕组分别连接于三个逆变器桥臂同一侧的中点，三相电机M2的三个绕组分别连接于三个逆变器桥臂另一个的中点；

控制器包括电流传感器、电压传感器和依次连接的速度调节模块、PI控制器、转矩估计单元、转矩滞环控制器、电压矢量选择开关和PWM生成单元，电压矢量选择开关还连接有磁链滞环控制器，磁链滞环控制器连接有磁链估计单元,电流传感器连接于三相永磁同步电机的电枢绕组端口，用于检测两个三相永磁同步电机的三相电流。

进一步的，功率开关管均采用IGBT或MOSFET。

进一步的，两个电机采用三相永磁同步电机、三相无刷直流电机或三相交流异步电机。

进一步的，三桥臂逆变器包括并联的逆变器桥臂L1、逆变器桥臂L2和逆变器桥臂L3，逆变器桥臂L1包括串联的功率开关管T1、功率开关管T4和功率开关管T7，逆变器桥臂L2包括串联的功率开关管T2、功率开关管T5和功率开关管T8，逆变器桥臂L3包括串联的功率开关管T3、功率开关管T6和功率开关管T9；三相电机M1的绕组A连接于逆变器桥臂L1的功率开关管T1与功率开关管T4之间的中点a，三相电机M1的绕组B连接于逆变器桥臂L2的功率开关管T2与功率开关管T5之间的中点b，三相电机M1的绕组C连接于逆变器桥臂L3的功率开关管T3与功率开关管T6之间的中点c；三相电机M2的绕组U连接于逆变器桥臂L1的功率开关管T7与功率开关管T4之间的中点x；三相电机M2的绕组V连接于逆变器桥臂L2的功率开关管T5与功率开关管T8之间的中点y，三相电机M2的绕组W连接于逆变器桥臂L3的功率开关管T6与功率开关管T9之间的中点z。

一种双电机三桥臂逆变器的控制方法，包括以下步骤：首先分别获取三相电机M1和三相电机M2的转子转速ω₁和ω₂、电机转矩T_e1和T_e2以及磁链幅值ψ_s1和ψ_s2；