一种多相电机控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电机控制技术领域，提供了一种多相电机控制方法及装置。多相电机控制方法包括：获取第一给定转矩电流，将第一给定转矩电流与第一直轴电流比较计算得到第一差值，将第一给定励磁电流与第一交轴电流比较计算得到第二差值；通过第一电流环对第一差值和第二差值调节，得到第一输出电压和第一电压角度；对第一输出电压和第一电压角度转换输出第一PWM信号，通过逆变器控制主三相子系统；根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流，将第二给定转矩电流与第二直轴电流比较计算得到第三差值，将第二给定励磁电流与第二交轴电流比较计算得到第四差值。算法简单，输出的PWM波形稳定，从而有效降低了开关损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多相电机控制方法及装置
本专利技术属于电机控制
，尤其涉及一种多相电机控制方法及装置。
技术介绍
多相电机驱动技术是目前电机控制领域研究的热点。多相电机驱动与传统的三相电机相比，具有很多优势：受到供电系统的限制，多相电机驱动系统是解决低压大功率的有效途径；当多相电机一相或几相发生故障的时候，直接断开故障绕组，电机仍然可以运行，自身具有较好的绕组故障容错运行能力；多相电机输出转矩脉动小，脉动频率增加，因此系统的低速特性得到改善，振动和噪声大大减小。多相电机驱动较多的应用于电动汽车、船舶、航空航天、军事等领域。目前多相电机的控制方式主要采用多相PWM算法。多相PWM算法主要包括空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)，但SVPWM算法有算法复杂、PWM波形不对称，开关损耗较大的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多相电机控制方法及装置，旨在解决传统的技术方案中存在的多相电机的控制方式算法复杂、PWM波形不对称，开关损耗较大的问题。一种多相电机控制方法，所述多相电机为3*N相电机，包括一个主三相子系统和N-1个从三相子系统，其中，N为大于1的正整数，所述多相电机控制方法包括：获取第一给定转矩电流，将所述第一给定转矩电流与第一直轴电流比较计算得到第一差值，将第一给定励磁电流与第一交轴电流比较计算得到第二差值；通过第一电流环对所述第一差值和所述第二差值调节，得到第一输出电压和第一电压角度；对所述第一输出电压和所述第一电压角度转换输出第一PWM信号，通过逆变器控制所述主三相子系统；根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流，将所述第二给定转矩电流与第二直轴电流比较计算得到第三差值，将第二给定励磁电流与第二交轴电流比较计算得到第四差值，通过第二电流环对所述第三差值和所述第四差值调节，得到第二输出电压和第二电压角度；对所述第二输出电压和所述第二电压角度转换输出第二PWM信号，通过逆变器控制所述从三相子系统。在其中一个实施例中，所述获取第一给定转矩电流包括：比较检测电路输出的检测频率与给定频率，输出频率差值；通过速度环对所述频率差值计算输出所述第一给定转矩电流。在其中一个实施例中，所述通过第二电流环对所述第三差值和所述第四差值调节，得到第二输出电压和第二电压角度包括：对所述第三差值和所述第四差值进行PID调节，输出交轴给定电压和直轴给定电压；通过极坐标转换将所述交轴给定电压和所述直轴给定电压转换为所述第二输出电压和所述第二电压角度。在其中一个实施例中，所述第一电压角度与所述第二电压角度的差值为所述主三相子系统与从三相子系统的位置角度差。在其中一个实施例中，所述根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流按以下公式计算：Te＝1.5p(iq1ψd1-id1ψq1+iq2ψd2-id2ψq2)；当id1＝id2＝0时，iq1+id2为定值；其中，Te为给定电磁转矩，p为常数，id1、iq1分别为所述主三相子系统的第一给定转矩电流和第一给定励磁电流，id2、id2分别为所述从三相子系统的第二给定转矩电流和第二给定励磁电流，ψd1、ψq1、分别所述主三相子系统的直轴磁链和交轴磁链，ψd2、ψd2分别为所述从三相子系统的直轴磁链和交轴磁链。此外，还提供了一种多相电机控制装置，所述多相电机为3*N相电机，包括一个主三相子系统和N-1个从三相子系统，其中，N为大于1的正整数，所述多相电机控制装置包括：第一比较模块，配置为获取第一给定转矩电流，将所述第一给定转矩电流与第一直轴电流比较计算得到第一差值，将第一给定励磁电流与第一交轴电流比较计算得到第二差值；第一调节模块，配置为通过第一电流环对所述第一差值和所述第二差值调节，得到第一输出电压和第一电压角度；第一转换模块，对所述第一输出电压和所述第一电压角度转换输出第一PWM信号，通过主逆变器控制所述主三相子系统；计算模块，根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流，第二比较模块，将所述第二给定转矩电流与第二直轴电流比较计算得到第三差值，将第二给定励磁电流与第二交轴电流比较计算得到第四差值，第二调节模块，通过第二电流环对所述第三差值和所述第四差值调节，得到第二输出电压和第二电压角度；第二转换模块，对所述第二输出电压和所述第二电压角度转换输出第二PWM信号，通过从逆变器控制所述从三相子系统。在其中一个实施例中，所述第一比较模块包括：频率比较单元，配置为比较检测电路输出的检测频率与给定频率，输出频率差值；速度环，配置为对所述频率差值计算输出所述第一给定转矩电流。在其中一个实施例中，所述第二转换模块包括：PID单元，配置为对所述第三差值和所述第四差值进行PID调节，输出交轴给定电压和直轴给定电压；极坐标转换单元，配置为通过极坐标转换将所述交轴给定电压和所述直轴给定电压转换为所述第二输出电压和所述第二电压角度。在其中一个实施例中，所述第一电压角度与所述第二电压角度的差值为所述主三相子系统与从三相子系统的位置角度差。在其中一个实施例中，所述计算模块按以下公式计算：Te＝1.5p(iq1ψd1-id1ψq1+iq2ψd2-id2ψq2)；当id1＝id2＝0时，iq1+id2为定值；其中，Te为给定电磁转矩，p为常数，id1、iq1分别为所述主三相子系统的第一给定转矩电流和第一给定励磁电流，id2、id2分别为所述从三相子系统的第二给定转矩电流和第二给定励磁电流，ψd1、ψq1、分别所述主三相子系统的直轴磁链和交轴磁链，ψd2、ψd2分别为所述从三相子系统的直轴磁链和交轴磁链。上述的多相电机控制方法，通过采用主逆变器和多个从逆变器对多个三相子系统控制，分别进行矢量控制，通过控制输出电压和输出电压的电压角度，实现转矩的最大化和主三相子系统和从三相子系统间的功率平衡，算法简单，输出的PWM波形稳定，从而有效降低了开关损耗。附图说明图1为本专利技术实施例提供的多相电机控制方法的具体流程图；图2为本专利技术实施例提供的多相电机控制系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的多相电机控制方法的控制逻辑框图；图4为本专利技术实施例提供的多相电机控制系的主三相子系统M_1和从三相子系统M_2位置示意图，以及坐标系示意图；图5为本专利技术实施例提供的电流环调节方式的控制逻辑框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的多相电机控制系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：一种多相电机控制方法，多相电机为3*N相电机，包括一个主三相子系统M_1和N-1个从三相子系统M_2，其中，N为大于1的正整数，多相电机控制方法包括：在步骤S110中，获取第一给定转矩电流iq_ref1，将第一给定转矩电流iq_ref1与第一直轴电流iq_fed1比较计算得到第一差值，将第一给定励磁电流id_ref1与第一交轴电流id_fed1比较计算得到第二差值。其中，获取第一给定转矩电流iq_ref1的步骤包括：比较检测电路输出的检测频率与给定频率，输出频率差值；通过速度环对频率差值计算输出第一给定转矩电流iq_ref1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相电机控制方法，所述多相电机为3*N相电机，包括一个主三相子系统和N‑1个从三相子系统，其中，N为大于1的正整数，其特征在于，所述多相电机控制方法包括：获取第一给定转矩电流，将所述第一给定转矩电流与第一直轴电流比较计算得到第一差值，将第一给定励磁电流与第一交轴电流比较计算得到第二差值；通过第一电流环对所述第一差值和所述第二差值调节，得到第一输出电压和第一电压角度；对所述第一输出电压和所述第一电压角度转换输出第一PWM信号，通过逆变器控制所述主三相子系统；根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流，将所述第二给定转矩电流与第二直轴电流比较计算得到第三差值，将第二给定励磁电流与第二交轴电流比较计算得到第四差值；通过第二电流环对所述第三差值和所述第四差值调节，得到第二输出电压和第二电压角度；对所述第二输出电压和所述第二电压角度转换输出第二PWM信号，通过逆变器控制所述从三相子系统。

【技术特征摘要】
1.一种多相电机控制方法，所述多相电机为3*N相电机，包括一个主三相子系统和N-1个从三相子系统，其中，N为大于1的正整数，其特征在于，所述多相电机控制方法包括：获取第一给定转矩电流，将所述第一给定转矩电流与第一直轴电流比较计算得到第一差值，将第一给定励磁电流与第一交轴电流比较计算得到第二差值；通过第一电流环对所述第一差值和所述第二差值调节，得到第一输出电压和第一电压角度；对所述第一输出电压和所述第一电压角度转换输出第一PWM信号，通过逆变器控制所述主三相子系统；根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流，将所述第二给定转矩电流与第二直轴电流比较计算得到第三差值，将第二给定励磁电流与第二交轴电流比较计算得到第四差值；通过第二电流环对所述第三差值和所述第四差值调节，得到第二输出电压和第二电压角度；对所述第二输出电压和所述第二电压角度转换输出第二PWM信号，通过逆变器控制所述从三相子系统。2.如权利要求1所述的多相电机控制方法，其特征在于，所述获取第一给定转矩电流包括：比较检测电路输出的检测频率与给定频率，输出频率差值；通过速度环对所述频率差值计算输出所述第一给定转矩电流。3.如权利要求1所述的多相电机控制方法，其特征在于，所述通过第二电流环对所述第三差值和所述第四差值调节，得到第二输出电压和第二电压角度包括：对所述第三差值和所述第四差值进行PID调节，输出交轴给定电压和直轴给定电压；通过极坐标转换将所述交轴给定电压和所述直轴给定电压转换为所述第二输出电压和所述第二电压角度。4.如权利要求1所述的多相电机控制方法，其特征在于，所述第一电压角度与所述第二电压角度的差值为所述主三相子系统与从三相子系统的位置角度差。5.如权利要求1所述的多相电机控制方法，其特征在于，所述根据第一给定转矩电流计算得到第二给定转矩电流按以下公式计算：Te＝1.5p(iq1ψd1-id1ψq1+iq2ψd2-id2ψq2)；当id1＝id2＝0时，iq1+id2为定值；其中，Te为给定电磁转矩，p为常数，id1、iq1分别为所述主三相子系统的第一给定转矩电流和第一给定励磁电流，id2、id2分别为所述从三相子系统的第二给定转矩电流和第二给定励磁电流，ψd1、ψq1、分别所述主三相子系统的直轴磁链和交轴磁链，ψd2、ψd2分别为所述从三相子系统的直轴磁链和交轴磁链。6.一种多相电机控制装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，凡念，桂峰，徐铁柱，李忠锋，
申请(专利权)人：苏州英威腾电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32