[发明专利]一种双电机七开关逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双三相电机七开关逆变器及控制方法，采用七开关逆变器控制双电机系统的基本结构,分别获取两个三相电机的实际转速，将两个电机的实际转速与给定转速经过速度调节后得到转速误差；然后将两个三相电机的转速误差经过PI控制器得到两个三相电机的给定电流，将得到的给定电流经过参考电流发生器得到两个三相电机的参考电流，将参考电流和实际电流经过电流调节模块后得到电流误差，将各独立桥臂所连接的相绕组中的电流误差分别送入滞环控制器中，滞环控制器产生的信号经过PWM产生单元，利用PWM产生单元来实现对两个三相电机的控制，本发明发适用于多种不同类型的三相交流电机，具有算法简单、响应快和精度高的优点，实现简单，适用范围广。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种双电机七开关逆变器及其控制方法。

背景技术

双电机系统可以通过控制两台电机的输出转矩，从而达到消除传动间隙并分担负载的目的。近年来，随着社会生活和工业生产更高需求，双电机控制系统广泛应用于造纸、交通、电动汽车、洗衣机、空调及其他家电的应用领域。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，获得了广泛的关注。在双电机驱动系统中，需要同时控制两个电机对开发人员来说不仅要处理更高的复杂性，还必须确保任何情况下的安全运行，包括设备故障时的安全。近年来，五桥臂逆变器驱动双电机系统得到了广泛的研究，即采用包含十个功率开关的五桥臂逆变器控制两台独立的三相电机，这相对于常规的六桥臂十二功率开关逆变器控制方案节省两个功率器件，降低系统成本，然而，采用五桥臂逆变器驱动双电机系统进行双电机的控制，结构依然复杂，而且控制方法需要进行逻辑运算处理得到逆变器十个功率开关的实际开关状态，运行硬件成本高，运算程序复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电机七开关逆变器及其控制方法，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：

一种双电机七开关逆变器，包括控制器、三相电机M1、三相电机M2以及四个并联在同一直流电源上的逆变器桥臂L1、逆变器桥臂L2、逆变器桥臂L3和逆变器桥臂L4；逆变器桥臂L1和逆变器桥臂L2包括两个串联的功率开关管，逆变器桥臂L3包括三个串联的功率开关管，逆变器桥臂L4为电容逆变器桥臂；

三相电机M1的绕组A与逆变桥臂L1的中点a相连；三相电机M1的绕组B与逆变桥臂L2的中点b相连；三相电机M1的绕组C与电容变桥臂L4的中点c相连；

三相电机M2的绕组U与逆变桥臂L2的中点x相连；三相电机M2的绕组V与逆变桥臂L3的中点y相连；三相电机M2的绕组W与第四个电容逆变桥臂L4的中点c相连。

进一步的，其中控制器包括电流检测传感器、霍尔位置传感器和依次连接的速度调节模块、PI控制器、参考电流发生器、电流调节模块、滞环控制器和PWM脉冲产生单元；PWM脉冲产生单元连接于逆变器桥臂的功率开关管；电流检测传感器连接于三相电机的电枢绕组端口，用于检测两个三相电机的三相电流，将检测到的三相电流送到电流调节模块；霍尔位置传感器用于检测两个三相电机的霍尔信号并通过中控单元解析为两个三相电机的转子位置信号θ₁、θ₂和实际转速ω₁、ω₂，将生成的转子位置信号θ₁、θ₂传送至参考电流发生器，将生成的实际转速ω₁、ω₂传送至速度调节模块。