[发明专利]一种半集中式开绕组电机驱动系统的控制方法

说明书

本发明公开一种半集中式开绕组电机驱动系统的控制方法，控制方法包括以下步骤：电机驱动系统由三台逆变器向两台开绕组直线电机供电；利用硬件电路测量两台电机的三相电流以及母线电压并通过PARK变换计算出实际dq轴电流；通过直线电机速度调节器计算得驱动系统所需的推力F_e^*；根据推力需求F_e^*，结合每台电机的实际参数给电机分配q轴电流指令；计算两台电机运行所需要的dq轴电压；分配两台电机的电压需求给三台逆变器输出；利用空间矢量调制方法将逆变器输出电压指令调制成占空比指令；结合两台电机的运行状况对零序电压进行分配。本发明控制方法通过驱动多电机系统运行，并提高系统的直流母线电压利用率，实现系统扩速。

技术领域

本发明涉及电机的控制领域，具体是一种半集中式开绕组电机驱动系统的控制方法。

背景技术

当电机的端部绕组被打开后，需要在两端分别增加一个逆变器。在整个电机驱动系统中，逆变器的增加会导致提高驱动系统的硬件成本，增加驱动系统体积以及故障概率，影响系统的安全性和可靠性。

目前为了解决逆变器过多带来的不利影响，现阶段对于减少开关管数量的控制拓扑主要有两种：一种是单逆变器驱动多电机的控制，另一种是五桥臂双电机的控制。对于单逆变器驱动多电机的控制拓扑，能够省略较多的开关管数量，但是通常需要多台电机之间的运行状况极度相似。对于两台电机的运行状况差异较大的情况，该控制拓扑会产生较大环流，控制性能会极度降低。对于五桥臂双电机的拓扑，两台电机的一相绕组共用同一个桥臂，能够省略一部分开关管，适用于两台电机不同的运行状况。目前对于所提出的半集中式开绕组电机驱动拓扑以及协同控制策略还没有相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半集中式开绕组电机驱动系统的控制方法，通过驱动多电机系统运行，并提高系统的直流母线电压利用率，实现系统扩速；降低多电机开绕组驱动系统的硬件成本；减小了多电机开绕组驱动系统的系统体积；降低了多电机开绕组驱动系统的故障概率，提高了系统的安全性和可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种半集中式开绕组电机驱动系统的控制方法，控制方法包括以下步骤：

S1:电机驱动系统由三台逆变器向两台开绕组直线电机供电，两台直线电机刚性连接；

S2:利用硬件电路测量两台电机的三相电流以及母线电压并通过PARK变换计算出实际dq轴电流，利用光栅尺计算两台电机的运行角度(θ_Ι，θ_ΙΙ)和速度；

S3:通过直线电机速度调节器计算得驱动系统所需的推力

S4:根据推力需求结合每台电机的实际参数给电机分配q轴电流指令；

S5:计算两台电机运行所需要的dq轴电压；

S6:分配两台电机的电压需求给三台逆变器输出；

S7:利用空间矢量调制方法将逆变器输出电压指令调制成占空比指令；

S8:结合两台电机的运行状况对零序电压进行分配。

进一步的，所述S3中：

v,v^*分别为驱动系统的实际速度和参考速度，k_{p_v},k_{i_v}分别为速度调节器的比例系数和积分系数。

进一步的，所述S4中：