[发明专利]一种双三相电机五相逆变器及其矢量控制方法

说明书

本发明公开了一种双三相电机五相逆变器及其矢量控制方法，将控制系统中两个电机的转速误差进行比较，从而确定与公共桥臂相连的两相绕组分别是主相还是从相，最后根据主从选择原则确定公共桥臂的实际开关状态，而独立桥臂的实际开关状态等于其所连接的相绕组的理论开关状态，最后以所得到的实际开关状态对五相逆变器进行控制，大大提高了电机控制的精确性，实现了对五相逆变器双三相电机系统响应快，精度高的控制。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种双三相电机五相逆变器及其矢量控制方法。

背景技术

随着控制理论、计算机水平以及电机工艺制造水平的发展，永磁同步电机(PMSM)在家电，电动汽车等工业领域中越来越得到的广泛应用。其中，双电机驱动系统具有低压大功率输出，高功率密度、适于容错运行等优点，因此得到广泛重视。传统的多电机驱动系统中最常用的控制结构是每台三相电机均由一台三相逆变器独立控制。相对于常规的单电机驱动系统，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。由于双电机驱动系统能够分担负载，可以有效降低单电机驱动系统的输出功率。因此，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，降低双电机驱动系统的硬件成本的同时又能保持原有的优良的控制性能是双电机驱动系统的研究热点。传统的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三相电机五相逆变器及其矢量控制方法，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：

一种双三相电机五相逆变器，包括控制器、三相电机M1、三相电机M2以及五个并联于直流电源的逆变器桥臂；五个逆变器桥臂均包括两个串联的功率开关管，三相电机M1和三相电机M2的一个绕组共同连接于其中一个逆变器桥臂两个功率开关管中间，形成公共桥臂，三相电机M1的另外两个绕组和三相电机M2另外两个绕组分别单独连接于其他四个逆变器桥臂的两个功率开关管中间；

其中控制器包括电流检测传感器、霍尔位置传感器以及依次相连的转速调节模块、PI控制器、参考电流生成模块、电流调节模块、滞环控制器和PWM产生单元，PWM产生单元连接于逆变器桥臂，用于传送功率开关管的控制信号；霍尔传感器模块用于检测两个三相电机的霍尔信号，霍尔传感器模块检测到的霍尔信号通过中控模块解析为两个三相电机的转子位置信号θ₁、θ₂和两个三相电机的实际转速ω₁、ω₂，并将两个三相电机的转子位置信号θ₁、θ₂传送至参考电流生成模块，将两个三相电机的实际转速ω₁、ω₂传送至转速调节模块；电流检测模块用于检测两个三相电机的三相电流I_A、I_B、I_C和I_U、I_V、I_W，并传送至电流调节模块。将其中两组共同连接于同一逆变器桥臂的绕组的电流调节模块与滞环控制器之间通过选择开关连接。