[发明专利]五相逆变器双三相电机驱动电路及系统矢量控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制领域，涉及五相逆变器双三相电机驱动电路及系统矢量控制方法。

背景技术

随着电力、冶金、机电、轻工、交通等领域技术的飞速发展以及电机制造水平的不断提高，多电机系统在这些领域中也得到了广泛的应用。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，因此多电机驱动系统及其控制方法一直被行业技术发展所关注。其中，五桥臂逆变器驱动双三相电机系统得到深入的研究。

通常所研究的多电机驱动系统中，每台三相电机均由一台三相逆变器独立控制，这是多电机驱动系统中最常用的控制结构，而采用五桥臂逆变器驱动双三相电机系统可以节省两个功率器件，降低系统成本，目前尚无相关技术的记载。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种五相逆变器双三相电机系统矢量控制方法，采用电流滞环控制，实现控制简单、响应快的特点，增强系统可靠性和安全性。

为了实现上述目的，本发明五相逆变器双三相电机驱动电路，包括具有第一逆变器桥臂、第二逆变器桥臂、第三逆变器桥臂、第四逆变器桥臂及第五逆变器桥臂的五桥臂逆变器，所述的五桥臂逆变器连接第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机；第一逆变器桥臂的中点、第二逆变器桥臂的中点分别与第一星型绕组三相电机的第一相绕组、第二相绕组连接，第四逆变器桥臂的中点、第五逆变器桥臂的中点分别与第二星型绕组三相电机的第一相绕组、第二相绕组连接，第一星型绕组三相电机的第三相绕组与第二星型绕组三相电机的第三相绕组同时与第三逆变器桥臂的中点连接，每个逆变器桥臂都由两个功率开关管串联而成；所述的第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机均连接霍尔元件传感器与电流检测传感器，霍尔元件传感器与电流检测传感器将采集到的信号传输至主控单元解析为电机转子的位置信号θ₁、θ₂和角速度信号W₁、W₂，给定角速度信号W₁^*、W₂^*与实际角速度信号W₁、W₂经过速度调节模块得到速度误差，速度误差经过PI控制器得到给定电流I₁^*、I₂^*，给定电流I₁^*、I₂^*经过参考电流发生器形成电机的参考电流I_a^*、I_b^*、I_c^*、I_d^*、I_e^*、I_f^*；参考电流I_a^*、I_b^*、I_c^*、I_d^*、I_e^*、I_f^*和实际电流I_a、I_b、I_c、I_d、I_e、I_f经过电流调节模块后得到电流误差e_a、e_b、e_c、e_d、e_e、e_f，将电流误差e_a、e_b、e_d、e_e直接送到滞环控制器，将e_c与e_f相加再送到滞环控制器，每个支路滞环控制器产生两个信号输入到PWM脉冲产生单元，通过PWM脉冲产生单元实现对两个电机的控制。

所述的五桥臂逆变器采用IGBT或MOSFET功率开关管。

所述的第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机均采用三相永磁同步电机。

所述第一星型绕组三相电机与第二星型绕组三相电机的电枢绕组之间相位差都是120°。

本发明五相逆变器双三相电机驱动电路的系统矢量控制方法，包括以下步骤：