[发明专利]开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法

摘要

本发明公开了一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法，该方法将电机运行所需瞬时功率解耦为有功功率和无功功率，并分别由飞跨电容型双逆变器中电源供电的主逆变器和电容供电的补偿逆变器提供，使主逆变器和补偿逆变器分别运行在单位功率因数状态和无功补偿状态，避免了传统功率分配算法中所必须使用的三角函数和反三角函数，降低了控制方法的复杂度，提高了开绕组电机系统运行性能。针对双逆变器交流侧的电压电流相位关系，本发明还公开了一种混合不连续PWM调制策略，较大地降低了双逆变器的开关损耗，提高了开绕组电机驱动系统效率。

主权项

1.一种基于混合不连续PWM的开绕组永磁同步电机瞬时功率解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)检测开绕组电机系统中的三相定子电流ia、ib和ic、转子位置角θe，主逆变器直流母线电压Udc和补偿逆变器飞跨电容电压Ucap；(2)根据转子位置角θe对三相abc静止坐标系下的定子电流ia、ib和ic进行abc/dq坐标变换，得到两相dq旋转坐标系下的定子电流id和iq；(3)根据给定电机转速ωeref和由转子位置角θe计算所得的电机实际转速ωe，二者相减后经PI1速度控制器输出q轴给定电流iqref；d轴给定电流idref等于0；(4)将d轴给定电流idref和定子电流id相减后经PI2电流控制器输出d轴给定电压udref；将q轴给定电流iqref和定子电流iq相减后经PI3电流控制器输出q轴给定电压uqref；(5)将直流母线电压Udc和飞跨电容电压Ucap相减后经PI4电压控制器输出飞跨电容电流Icap，飞跨电容电压Ucap和电流Icap相乘后得到补偿逆变器的损耗功率Ploss2；(6)根据d轴定子电流id、q轴定子电流iq和损耗功率Ploss2，采用瞬时功率解耦控制方法计算补偿逆变器的d轴损耗给定电压ud2refP和q轴损耗给定电压uq2refP；(7)根据d轴给定电压udref、q轴给定电压uqref、d轴定子电流id和q轴定子电流iq，采用瞬时功率解耦控制方法计算补偿逆变器的d轴无功给定电压ud2refQ和q轴无功给定电压uq2refQ；(8)根据补偿逆变器的d轴损耗给定电压ud2refP、d轴无功给定电压ud2refQ、q轴损耗给定电压uq2refP和q轴无功给定电压uq2refQ，计算补偿逆变器的d轴给定电压ud2ref和q轴给定电压uq2ref；(9)根据d轴给定电压udref、q轴给定电压uqref、补偿逆变器的d轴给定电压ud2ref和q轴给定电压uq2ref，计算主逆变器的d轴给定电压ud1ref和q轴给定电压uq1ref；(10)根据转子位置角θe对两相dq旋转坐标系下的主逆变器给定电压ud1ref和uq1ref进行dq/abc坐标变换，得到三相abc静止坐标系下的给定电压ua1ref、ub1ref和uc1ref；根据转子位置角θe对两相dq旋转坐标系下的补偿逆变器给定电压ud2ref和uq2ref进行dq/abc坐标变换，得到三相abc静止坐标系下的给定电压ua2ref、ub2ref和uc2ref；(11)根据主逆变器三相给定电压ua1ref、ub1ref和uc1ref和补偿逆变器三相给定电压ua2ref、ub2ref和uc2ref，采用混合不连续PWM调制策略，得到主逆变器中六个IGBT的开关信号S1～S6和补偿逆变器中六个IGBT的开关信号S7～S12，开关信号S1～S6和S7～S12经驱动放大后分别对主逆变器和补偿逆变器的IGBT进行通断控制。