[发明专利]基于双电源开放式绕组永磁同步电机的驱动控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了基于双电源开放式绕组永磁同步电机的驱动控制系统及其控制方法。其采用双电源双逆变器供电的开放式绕组永磁同步电机构型，并增加了电子开关组以实现三角形绕组的连接，可用于不同电源种类的双电源构型，并允许两个电源电压不同且实时变化。本系统可以通过转矩饱和判定以及转速门限控制在星形、三角形和双逆变器共同控制三种绕组模式之间自动切换，降低了开关损耗。所提出的低开关频率方式和大功率差值方式双逆变器电流滞环控制算法用于双逆变器共同控制绕组模式，可实现多电平控制并提供不同的双电源能量分配效果。

主权项

1.基于双电源开放式绕组永磁同步电机的驱动控制系统，在开放式绕组永磁同步电机的始端连接电流传感器组A1、三相逆变器INV1、电压传感器V1、电容C1以及直流电源DC1，在开放式绕组永磁同步电机的末端连接电流传感器组A2、三相逆变器INV2、电压传感器V2、电容C2以及直流电源DC2，且在开放式绕组永磁同步电机上设有转子位置传感器和转矩传感器，其特征在于：开放式绕组永磁同步电机(8)的三相绕组中，每相绕组始端和末端各引出一根导线，并连接形成三个通路，其中第一通路为第一相始端和第三相末端连接，第二通路为第二相始端和第一相末端连接，第三通路为第三相始端和第二相末端连接，每一通路上均串联一个电子开关，所述电子开关由两个反向并联的IGBT器件组成；三个通路的电子开关构成电子开关组(7)；所述驱动控制系统还包括一个控制器(16)，所述控制器(16)与电压传感器V1和电压传感器V2、电流传感器组A1和电流传感器组A2、开放式绕组永磁同步电机(8)的转子位置传感器以及转矩传感器(9)通讯连接，以接收信号；所述控制器(16)与三相逆变器INV1、三相逆变器INV2、电子开关组、直流电源DC1的继电器KM1和直流电源DC2的继电器KM2的线圈通讯连接，以输出信号；所述控制器(16)由电流计算模块(17)、绕组模式切换模块(18)、滞环电流控制模块(19)、减法器(20)、微分器(21)以及缓存器(22)组成；所述减法器(20)将电机输出转矩信号与期望转矩信号作差，得到转矩偏差信号；所述微分器(21)将电机转子位置信号对时间微分，得到电机转子角速度信号；所述缓存器(22)将每一采样周期内的转矩偏差信号保存，供绕组模式切换模块(18)调用；所述电流计算模块(17)接收期望转矩信号，并输出期望d轴电流信号和期望q轴电流信号；绕组模式切换模块(18)接收主侧电源信号、来自缓存器(22)的转矩偏差信号的时域集合、电流信号、电压信号以及电机转子角速度信号，输出绕组模式信号；滞环电流控制模块(19)接收主侧电源信号、双逆变器模式信号、期望d轴电流信号、期望q轴电流信号、绕组模式信号、电机转子位置信号、电压信号以及电流信号，输出三相逆变器INV1、三相逆变器INV2和电子开关组各IGBT器件的门控信号，并输出继电器KM1和继电器KM2的控制信号。