[发明专利]一种双电机八开关逆变器驱动系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双电机八开关逆变器驱动系统及其控制方法，包括八个功率开关管组成的三个逆变器桥臂以及两个永磁同步电机；三个逆变器桥臂并联后与公共直流电源相接；两个永磁同步电机的三相电枢绕组按照控制要求连接到三相逆变器的桥臂上，三相八开关逆变器中的功率开关状态均由PWM生成单元给出，PWM生成单元的输出信号可使三相八开关逆变器实现不同电路拓扑的快速重构，八开关逆变器双电机控制在确保两个永磁同步电机按照工作要求同步运行的前提下，减少了功率开关器，降低了逆变器驱动系统的功率消耗；同时两个永磁同步电机在同步运行时工作性质完全一致，简化了逆变器电机控制系统的电路结构，在提升系统稳定性的同时减少了经济成本。

技术领域

本发明属于永磁同步电机系统控制领域，具体涉及一种双电机八开关逆变器驱动系统及其控制方法。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，具有本身的功率效率高以及功率因数高、发热小、允许的过载电流大，可靠性高等特点；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，运行稳定等特点，因此多电机驱动系统及其控制方法一直为人们所关注，希望能够得到优化它的方法。

随着永磁同步电机的本体设计和控制算法进行优化,传统情况下，双永磁同步电机由十二开关逆变器控制驱动，运用的器件多、功耗大、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电机八开关逆变器驱动系统及其控制方法，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：

一种双电机八开关逆变器驱动系统，包括三相永磁同步电机M1、三相永磁同步电机M2、三相八开关逆变器以及依次连接的速度比较器、PI控制器、参考电流发生器、电流比较器、电流函数模块、滞环控制器和PWM脉冲生成单元；

其中三相八开关逆变器包括三路并联且连接同一直流电源的桥臂，其中两路桥臂均由三个功率开关串联组成，另一条桥臂由两个功率开关串联组成，三相八开关逆变器的每路桥臂中相邻两个功率开关为一个中间节点，三相永磁同步电机M1的其中两个电枢绕组分别连接在由三个功率开关串联组成的两个桥臂中的同一位置中间节点，三相永磁同步电机M1的另一个电枢绕组连接在由两个功率开关串联组成的桥臂中的中间节点；三相永磁同步电机M2的其中两个电枢绕组分别连接在由三个功率开关串联组成的两个桥臂中另外的同一位置中间节点，三相永磁同步电机M2的另一个电枢绕组连接在由两个功率开关串联组成的桥臂中的中间节点；

还包括霍尔传感器和连接于三相永磁同步电机的电枢绕组端口与电流比较器之间的电流传感器，用于检测两个三相永磁同步电机的三相电流，将检测到的三相电流送到电流比较器；霍尔传感器用于检测两个三相永磁同步电机的霍尔信号并分别送到位置产生单元和转速产生单元。

进一步的，功率开关管均为IGBT或MOSFET。

进一步的，三相八开关逆变器的三个桥臂为桥臂L1、桥臂L2和桥臂L3；桥臂L1由功率开关管(T1、T4、T7)串联组成，桥臂L2由功率开关管(T2、T5、T8)串联组成，桥臂L3由功率开关管(T3、T6)串联组成，三相永磁同步电机M1具有独立的三相电枢绕组(A、B、C)，三相永磁同步电机M2具有独立的电枢绕组(U、V、W)；

三相永磁同步电机M1的电枢绕组A连接于三相八开关逆变器的桥臂L1的功率开关管T1和功率开关管T4之间的中间节点x点；三相永磁同步电机M1的电枢绕组B连接于三相八开关逆变器的桥臂L2的功率开关管T2和功率开关管T5之间的中间节点y点；三相永磁同步电机M1的电枢绕组C连接于三相八开关逆变器的桥臂L3的功率开关管T3和功率开关管T6之间的中间节点z点。