[发明专利]一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法

说明书

本发明涉及一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法，通过计算出的矢量、时间送给逆变器的逆变桥臂占空比合成环节，输出控制五个桥臂功率开关器件的开关信号，当逆变器输出满足要求的空间电压矢量作用于两个电机，实现两个电机机电能量转换的解耦控制，两台电机控制策略可以采用矢量控制或直接转矩控制。本发明采用空间电压矢量合成方法，实现了M1平面和M2平面电压矢量的精确合成，从而实现了两台电机转矩的精确控制，减小了两台电机转矩脉动，增强了两台电机运行的平稳性。

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法。

背景技术

多相电机具有各相分担功率小、转矩脉动低、可控自由度多等优点，在要求高可靠性运行等应用领域得到愈来愈广泛的应用。五相电机是应用广泛的一种多相电机，具有绕组相数相对较少、驱动硬件成本相对较低等优点。为了实现其转矩和磁场的瞬时控制，需要五相逆变器供电。利用五相逆变器把直流母线电压逆变成电机侧需要的五相电压输出，通常由五个桥臂构成五相逆变器。

由于定子侧可开槽数受限，导致相数增多后，每一相绕组所占有的槽数减少，各相绕组反电动势中谐波增多，尤其是幅值较大的三次谐波和基波一样均能实现机电能量转换。这就需要五相逆变器在基波平面和三次谐波平面上同时输出满足要求的空间电压矢量。

五相电机可控自由度有4个，而一台正弦波五相电机机电能量转换控制只需要2个自由度，所有可以用剩余的2个自由度用于其他控制应用。其中，一种应用是采用单台5相逆变器供电驱动两台串联五相电机，这种多相电机串联系统可以减少逆变器的桥臂数量和附属电路、易于实现回馈制动，在多电飞机、轨道交通和电动汽车等对驱动系统空间体积要求较高的场合具有较大的应用优势。由于系统只有一台逆变器，需要逆变器同时输出两台五相电机机电能量转换平面上的空间电压矢量。所以，五相逆变器无论是控制单台五相电机，还是两台串联五相电机，均需要在双机电能量转换平面上输出满足要求的空间电压矢量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法，以解决五相电机串联系统双平面上机电能量转换对空间电压矢量的需要。

本发明采用以下方案实现：一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法，包括以下步骤：

一种五相逆变器双平面最近四矢量空间电压矢量调制方法，

包括以下步骤：

步骤S1：采集所述五相逆变器的输出电流i_A、i_B、i_C、i_D、i_E及通过所述五相逆变器供电驱动的第一五相电机M1和第二五相电机M2的转子位置角θ_r1和θ_r2，并分别进行参考电压矢量计算得到第一五相电机M1的电压基波平面即M1平面和第二五相电机M2的电压基波平面即M2平面的参考电压矢量和公式如下所示：

其中为M1的电压基波平面静止坐标系下α₁轴及β₁轴两轴上的电压分量；为M2的电压基波平面静止坐标系下α₂轴及β₂轴两轴上的电压分量；

步骤S2：根据五相电机串联规则，得M1的电压基波平面上的各电压矢量u_m1为：

其中m1＝16S_A+8S_B+4S_C+2S_D+S_E

M2的电压基波平面上的各电压矢量u_m2为：