【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于单级式多端口电机驱动器功率分配控制，更为具体地讲，涉及一种基于空间矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配控制方法。
技术介绍
1、随着社会的发展与进步，化石能源的日益枯竭已成为人们不得不重视的严峻问题。近年来，电动汽车取代燃油类汽车的策略为科学家们提供了一种有效应对化石能源危机的方案。与此同时，由新能源驱动的电动汽车已经占据了汽车行业的部分市场，同时也使得新能源汽车受到人们的广泛关注。然而，新能源汽车在供电方式、电池的充放电以及动力系统性能等等方面正面临严峻考验。为了有效解决这些问题，也为了使新能源汽车的优点最大化，选择合适的拓扑结构和完备的调制方法能减小电能在传输过程中的损耗，实现高效率的能量传递。
2、目前混合动力的电机驱动系统多为两级式，即电源需要经过dc-dc变换器和dc-ac逆变器两级变换器才能实现电机驱动。这样的结构增加了系统重量和体积，降低了系统的功率密度。同时，两级式的拓扑结构使电源系统和电动机之间的能量流动经过了两次能量变换，大大降低了能量传输效率。为解决两级式逆变器的弊端，单级式多端口逆变器开始被人们广泛研究。单级式多端口逆变器去除了前级的dc-dc变换器，直接将输入端电压与逆变器的上、下桥臂相连，使得能量直接从直流端经过逆变器输送到交流端。得益于单级式多端口逆变器能量的直接转换，大大提高了系统的能量传输效率，为提升新能源汽车供电系统的效率提供了一种切实可行的方案。
3、对比同类型的专利技术专利：一种准单级式变母线电压电机驱动装置及控制方法。本专利技术采用单级式多端口逆
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法，利用分解后的空间矢量以及将单级式多端口逆变器结构等效为两个两电平逆变器的替换思想，实现了单级式多端口逆变器输出功率的灵活分配。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、(1)、获取永磁同步电机在静止坐标系下的参考复合电压v*；
4、(1.1)、设三相交流电机的给定转速为
5、(1.2)、通过位置编码模块获取三相交流电机的位置角度θ，将θ输入至速度计算模块，得到三相交流电机的实际转速ωe；
6、(1.3)、将与ωe的差值通过转速pi控制器进行pi控制，得到q轴的第一给定电流
7、(1.4)、将单级式多端口逆变器产生的三相电流ia、ib、ic经过t1坐标变换得到q轴的第一实际电流iq和d轴的第二实际电流id；
8、(1.5)、将与iq的差值通过q轴的电流pi控制器进行pi控制，产生旋转坐标系下平面的q轴第一给定电压vq；
9、(1.6)、给定d轴第二给定电流将与id的差值通过d轴pi控制器进行pi控制，产生旋转坐标系平面下的d轴第二给定电压vd；
10、(1.7)、将第一给定电压vq、第二给定电压vd通过t2坐标变换得到静止坐标系下平面矢量vα与vβ，再用vα与vβ合成复合空间矢量电压v*；
11、(2)、通过复合空间矢量v*计算单级式多端口逆变器的总有功功率p*；
12、
13、其中，表示电流矢量i的共轭；
14、(3)、分解复合空间矢量v*为与
15、将单级式多端口逆变器分解为两个两电平逆变器，记为逆变器1与逆变器2，作用在逆变器1和逆变器2的空间矢量分别为和
16、复合空间矢量v*表示为逆变器1与逆变器2的空间矢量的矢量和：
17、
18、(4)、将总的有功功率p*分解为逆变器1和逆变器2输出的有功功率
19、(4.1)、根据空间矢量关系式令其中，k为等效逆变器1的输出有功功率与单级式多端口逆变器输出有功功率的比值；
20、(4.2)、计算逆变器1在空间矢量的作用下其输出的有功功率表示为：
21、
22、进一步的，由p1*的表达式得到k的函数表达式：
23、
24、同理，得到逆变器2在空间矢量的作用下其输出的有功功率表示为
25、
26、(5)、通过改变k值实现功率分配，并计算出在两电平空间矢量下的停留时间；
27、(5.1)、在总的有功功率p*保持不变的情况下，通过改变k值实现逆变器1与逆变器2之间的功率大小，从而实现逆变器1与逆变器2之间功率分配；
28、(5.2)、功率分配完成后，根据逆变器1与逆变器2输出的有功功率分别确定空间矢量的作用时间；
29、(5.2.1)、对于逆变器1，在两电平的空间矢量调制中，将一个周期的给定参考电压按照相位θ划分为以下六个扇区：
30、
31、(5.2.2)、将其他扇区的θ转化到第一扇区，转化方法如下：若θ处于第二扇区，则令若θ处于第三扇区，则令以此类推，θ处于第四、五、六扇区时，对于减去π、即可；
32、(5.2.3)、第一扇区中，记两个相邻的有功电压空间矢量为va与vb，则j表示虚部；在一个采样周期ts内，在逆变器1的作用时间用下式表示为：
33、
34、其中，t1'和t2'分别是逆变器1中va和vb的持续时间，dx1∈[0,ts]表示每一相的作用时间，x＝a，b，c，表示三相；
35、同理，在一个采样周期ts内，在逆变器2的作用时间用下式表示为：
36、
37、其中t″1和t″2分别是逆变器2中va和vb的持续时间，且t″0＝ts-t″1-t″2，dx2∈[0,ts]表示每一相的作用时间；
38、(6)、空间矢量合成控制器根据各相的作用时间生成调制波形svpwm1与svpwm2，然后在一个开关周期内将调制波形分别与三角载波的幅值进行比较，生成六个驱动单级式多端口逆变器的开关信号gx1、gx2，然后利用驱动信号gx1控制开关管sx1，驱动信号gx1的互补信号控制开关管sx3，驱动信号gx2控制开关管sx2，驱动信号gx2的互补信号控制开关管sx4，sx1、sx2、sx3、sx4分别为对应桥臂的上管、上中管、中下管、下管。
39、本专利技术的专利技术目的是这样实现的：
40、本专利技术一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法，针对不同工作状况下的需要，将单级式多端口逆变器等效为两个两电平逆变器，然后基于两电平逆变器，进一步提出了基于空间矢量分解的功率分配策略，这样在提高电力系统的能量传输效率的同时，又提升了复杂工况下的稳定性。
41、同时，本专利技术一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法还具有以下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：周德洪，张文钟，沈泽微，邹见效，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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