一种电机直接转矩控制方法技术

本发明专利技术提供了一种电机直接转矩控制方法，该方法通过对转矩误差进行比例积分调节来补偿定子磁链矢量角的方法来得到双三相永磁同步电机系统中的转矩相关的电压空间矢量给定值，通过比例积分控制器和二倍频谐振控制器来减小双三相永磁同步电机系统中电机和逆变器的固有不对称导致的谐波电压，进而有效抑制了该谐波电压产生的谐波电流。通过六倍频谐振控制器来减小双三相永磁同步电机系统中逆变器非性线因素导致的谐波电压，进而有效抑制了该谐波电压产生的谐波电流，并且在参考电压空间矢量的计算过程中没有引入额外的电机参数，有效增强了对电机参数的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种电机直接转矩控制方法
本专利技术属于电机控制
，尤其涉及一种可应用于例如双三相永磁电机系统的电机直接转矩控制方法。
技术介绍
多相电机交流传动系统具有转矩脉动低，容错性能好，控制自由度多等优势。尤其是五相和六相电机系统。双三相永磁电机系统是一种六相电机系统，其包含两套相差30度电角度的定子绕组，这两套定子绕组可以分别采用独立的三相逆变器供电。因此双三相永磁电机系统兼具传统永磁电机和多相电机的优势，近年来得到了广泛的研究与应用。双三相永磁电机在传统六相坐标系下为高阶、强耦合系统。通过六维解耦坐标变换，可以将双三相永磁电机的电压、电流和磁链矢量投影到三个相互正交的二维子平面中。其中，机电能量转换分量全部投影到了α-β子平面，非机电能量转换分量投影到了z1-z2子平面与o1-o2子平面。对于两套绕组中性点独立的双三相永磁电机系统而言，o1-o2子平面的电压向量为零向量，因此在控制时可以不予考虑。在双三相永磁电机系统中，虽然只有α-β子平面的电压分量和电流分量与机电能量转换(即转矩的形成)相关，但是若不对z1-z2子平面的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS10：获取双三相电机的六相定子电压信号和六相定子电流信号，通过对获取的信号进行坐标变换获得α-β子平面的定子电压分量、定子电流分量以及z

【技术特征摘要】
1.一种电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：获取双三相电机的六相定子电压信号和六相定子电流信号，通过对获取的信号进行坐标变换获得α-β子平面的定子电压分量、定子电流分量以及z1-z2谐波子平面的定子电流分量；获取电机的转子转速和转子位置；
S20：根据步骤S10获得的α-β子平面的定子电压分量和定子电流分量估算定子磁链、定子磁链位置和电磁转矩；
S30：通过对给定的转子转速与步骤S10获取的转子转速之差进行比例积分计算，确定电磁转矩的给定值，进而确定与该电磁转矩的给定值对应的定子磁链幅值的给定值；根据逆变器的直流母线电压和步骤S10获取的转子转速估算与该转子转速对应的定子磁链幅值的给定值；取与电磁转矩的给定值对应的定子磁链幅值给定值和与转子转速对应的定子磁链幅值的给定值中的较小值作为定子磁链幅值的参考值；
S40：通过对电磁转矩的给定值与步骤S20获得的电磁转矩的计算值之差进行比例积分计算，确定定子磁链的角度增量，根据定子磁链的角度增量、步骤S30确定的定子磁链幅值的参考值和步骤S20获得的定子磁链位置的计算值确定定子磁链的参考值，根据定子磁链的参考值和步骤S20获得的定子磁链的计算值以及步骤S10获得的α-β子平面的定子电流分量确定α-β子平面的电压空间矢量的给定值；
S50：基于步骤S10获得的z1-z2谐波子平面的定子电流分量，利用谐波电流控制器获得z1-z2谐波子平面的电压空间矢量的给定值；
S60：利用空间矢量脉宽调制方法对步骤S40获得的α-β子平面的电压空间矢量的给定值和步骤S50获得的z1-z2谐波子平面的电压空间矢量的给定值进行调制，生成用于控制逆变器开关管的开关信号，从而实现电机直接转矩控制；
其中，所述谐波电流控制器配置为，能够减小因电机和逆变器的固有不对称所导致的谐波电压以及因逆变器非性线因素所导致的谐波电压，进而抑制由这两种谐波电压所产生的谐波电流。


2.根据权利要求1所述的电机直接转矩控制方法，其特征在于，所述步骤S50进一步包括以下步骤：
S51，基于步骤S10获取的转子位置，对步骤S10获得的z1-z2谐波子平面的定子电流分量进行同步旋转坐标变换，得到z1-z2谐波子平面同步旋转坐标系下的定子电流分量；
S52，基于z1-z2谐波子平面同步旋转坐标系下定子电流分量的参考值为零的条件，根据步骤S51获得的z1-z2谐波子平面同步旋转坐标系下的定子电流分量，利用谐波电流控制器获得z1-z2子平面同步旋转坐标系下的电压空间矢量的给定值；
S53，对步骤S52获得的z1-z2子平面同步旋转坐标系下的电压空间矢量的给定值进行同步旋转坐标反变换，得到z1-z2谐波子平面的电压空间矢量的给定值；
其中，所述谐波电流控制器包括一个比例积分谐振调节器和一个六倍频谐振调节器，所述比例积分谐振调节器的谐振调节器为二倍频谐振调节器。


3.根据权利要求1所述的电机直接转矩控制方法，其特征在于，所述步骤S50进一步包括以下步骤：
S51，基于步骤S10获取的转子位置，对步骤S10获得的z1-z2谐波子平面的定子电流分量进行正向旋转坐标变换和反向旋转坐标变换，得到z1-z2谐波子平面正向旋转坐标系下的定子电流分量和反向旋转坐标系下的定子电流分量；
S52，基于z1-z2谐波子平面正向旋转坐标系下定子电流分量的参考值为零的条件，根据步骤S51获得的z1-z2谐波子平面正向旋转坐标系下的定子电流分量，利用谐波电流控制器中的一个比例积分调节器和一个六倍频谐振调节器获得z1-z2谐波子平面正向旋转坐标系下的电压空间矢量的给定值；
S53，基于z1-z2谐波子平面反向旋转坐标系下定子电流分量的参考值为零的条件，根据步骤S51获得的z1-z2谐波子平面反向旋转坐标系下的定子电流分量，利用谐波电流控制器中的另一个比例积分调节器获得z1-z2谐波子平面反向旋转坐标系下的电压空间矢量的给定值；
S54，对步骤S52获...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云，诸自强，任远，马雅青，朱世武，詹姆斯·格林，李子健，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43