專利名稱：阻抗型五橋臂變換器雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種阻抗型五橋臂變換器雙電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)汽車的未來發(fā)展方向，通過在四個(gè)車輪內(nèi)各安裝一臺(tái)電機(jī)構(gòu) 成動(dòng)力分散結(jié)構(gòu)，具備如下好處可取消差速器、變速箱等傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)部件，節(jié)省安裝空 間、提高傳動(dòng)效率；電機(jī)的高動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)可提高車輛的動(dòng)力性；車輛可控性更好，可零半 徑轉(zhuǎn)向，并提高在惡劣路面下的行駛能力；當(dāng)部分電機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，車輛仍具備運(yùn)行能 力，可靠性更高。目前，永磁無刷電機(jī)已經(jīng)成為主流的車用輪轂電機(jī)類型，與其匹配的變換器普遍 采用技術(shù)相對(duì)成熟的三臂電壓型結(jié)構(gòu)，四臺(tái)電機(jī)需要各自匹配獨(dú)立的變換器。但是上述 電動(dòng)汽車電機(jī)系統(tǒng)存在著一些不足，一是電壓型變換器存在“直通”的危險(xiǎn)，一旦因電磁干 擾等因素使得同一橋臂上的兩功率開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通，短路形成的大電流會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞變換 器；二是四臺(tái)變換器所需功率開關(guān)器件多達(dá)24個(gè)，使得系統(tǒng)成本較高；三是永磁交流電機(jī) 實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速比較困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車電機(jī)系統(tǒng)的不足，提供一 種阻抗型五橋臂變換器雙電機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用五橋臂變換器、阻抗環(huán)節(jié)、電源側(cè)直流母線 功率開關(guān)器件、電源和永磁交流電機(jī)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用五橋臂變換器驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，通過 電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件、阻抗環(huán)節(jié)與五橋臂變換器功率開關(guān)器件的配合，控制變換 器直流母線電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速以上的擴(kuò)速運(yùn)行，也能夠?qū)崿F(xiàn)由電機(jī)至電源的能 量回饋過程。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型裝置包括電源 1、電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件2、阻抗環(huán)節(jié)3、五橋臂變換器4、永磁交流電機(jī)環(huán)節(jié)5、處理 器8和信號(hào)檢測(cè)電路，所述的永磁交流電機(jī)環(huán)節(jié)5包括第一永磁交流電機(jī)1-1和第二永磁 交流電機(jī)1-2，所述的信號(hào)檢測(cè)電路包括第一信號(hào)檢測(cè)電路2-1、第二信號(hào)檢測(cè)電路2-2和 第三信號(hào)檢測(cè)電路，其中電源依次通過電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件2和阻抗環(huán)節(jié)3與五 橋臂變換器4的輸入端相連，五橋臂變換器4的輸出端同時(shí)與第一永磁交流電機(jī)1-1和第 二永磁交流電機(jī)1-2相連，第一永磁交流電機(jī)1-1通過第一信號(hào)檢測(cè)電路2-1與處理器相 連，第二永磁交流電機(jī)1-2通過第二信號(hào)檢測(cè)電路2-2與處理器相連，五橋臂變換器4與處 理器相連。阻抗環(huán)節(jié)3由電感L1、L2及電容C1、C2連接構(gòu)成，阻抗環(huán)節(jié)3、五橋臂變換器4 一 起構(gòu)成了具有升降壓特性的功率變換器，由該功率變換器給雙永磁交流電機(jī)供電。本實(shí)用新型所述的控制方法的特征在于是一種通過協(xié)調(diào)11個(gè)功率開關(guān)器件的工作狀態(tài)調(diào)節(jié)直流母線電壓，進(jìn)而同時(shí)獨(dú)立控制兩臺(tái)永磁交流電機(jī)，并能夠?qū)崿F(xiàn)電能由電 機(jī)可控回饋至電源的方法。(1)采用具有高電壓利用率的空間電壓矢量調(diào)制方法控制永磁交流電機(jī)。(2)通過簡(jiǎn)單運(yùn)算實(shí)現(xiàn)復(fù)用公共臂的兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩解耦控制。(3)充分利用零電壓矢量，使用直通零電壓矢量代替零電壓矢量，配合阻抗環(huán)節(jié)來 提高直流母線電壓。(4)通過阻抗環(huán)節(jié)與功率開關(guān)器件的配合，可控制電機(jī)回饋發(fā)電時(shí)的電源側(cè)電壓。具體控制方法如下所述的五橋臂變換器雙電機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)控制方法包括以下步驟1)第一信號(hào)檢測(cè)電路2-1檢測(cè)第一永磁交流電機(jī)1-1的轉(zhuǎn)速《工并將其傳送給處 理器8，第二信號(hào)檢測(cè)電路2-2檢測(cè)第二永磁交流電機(jī)1-2的轉(zhuǎn)速《 2并將其傳送給處理器
8，在處理器8內(nèi)，對(duì)(0工與給定轉(zhuǎn)速求偏差后經(jīng)過速度PI調(diào)節(jié)模塊8-1得出第一永磁交
流電機(jī)1-1的q軸給定電流,對(duì)《2與給定轉(zhuǎn)速歷2求偏差后經(jīng)過相速度PI調(diào)節(jié)模塊8-2 得出第二永磁交流電機(jī)1-2的q軸給定電流廣
12 2)第一信號(hào)檢測(cè)電路2-1檢測(cè)第一永磁交流電機(jī)1-1的定子繞組線電流信號(hào)ial、 ibl和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角e工，然后經(jīng)第一 3/2變換模塊5-1進(jìn)行坐標(biāo)變換得到第一永磁交流電機(jī)1-1
的dq坐標(biāo)系下的電流分量 子繞組線電流信號(hào)ia2、
Iql、Idl
；第二信號(hào)檢測(cè)電路2-2檢測(cè)第二永磁交流電機(jī)1-2的定
ib2和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角e2，然后經(jīng)過第 得到第二永磁交流電機(jī)1-2的dq坐標(biāo)系下的電流分量
-q2
3/2變換模塊5-2進(jìn)行坐標(biāo)變換 、id2，具體變換方法如下 3)給定電流i/與步驟2)中得到的電流idl做差經(jīng)過第一直軸電流PI調(diào)節(jié)模塊 10-1得到第一直軸電壓給定^^ ；給定電流與步驟2)中得到的電流id2做差經(jīng)過第二直 軸電流PI調(diào)節(jié)模塊10-2得到第二直軸電壓給定；4)給定電流、*與步驟2)中得到的電流‘做差經(jīng)過第一交軸電流PI調(diào)節(jié)模塊
9-1得第一交軸電壓給定Uql* ；給定電流i。/與步驟2)中得到的電流ia2做差經(jīng)過第二交軸
Lq2
q2
電流PI調(diào)節(jié)模塊9-2得第二交軸電壓給定Uq/。 5)第一直軸電壓給定f/^和第一交軸電壓給定U/經(jīng)過第一 Park逆變換模塊6_1 得到兩相靜止坐標(biāo)下的第一電壓Uai和uM ；第二直軸電壓給定f/〗2和第二交軸電壓給定uq/ 經(jīng)過第二 Park逆變換模塊6-2得到兩相靜止坐標(biāo)下的第二電壓Ua2和U02，具體計(jì)算方法如下
臂變換器4的上橋臂導(dǎo)通用
02
輸入給五橋臂SVM模塊7，規(guī)定五橋
1”表示，下橋臂導(dǎo)通用“0”表示，空間矢量的輸出信號(hào)用-
PWM周期中上橋臂的開通時(shí)間占空比S來表示，則五橋臂SVM模塊算法如下由Ual、UM經(jīng)過傳統(tǒng)電壓空間矢量算法得到第一永磁交流電機(jī)1-1標(biāo)準(zhǔn)3橋臂變 換器第一上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間Sal、第二上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間Sbl、第三上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間5。1; 由Ua2、U02經(jīng)過傳統(tǒng)電壓空間矢量算法得到第二永磁交流電機(jī)1-2標(biāo)準(zhǔn)3橋臂變換器第一 上橋臂的的導(dǎo)通時(shí)間Sa2、第二上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間Sb2、第三上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間8c2;為了復(fù)用公共第三橋臂，又能獨(dú)立控制兩臺(tái)電機(jī)，做如下運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)復(fù)用解耦的 控制6A = 6 al+ 6 c2, 6 B = 6bl+6c2, 6C = 6 cl+ 6 c2, 6 D = 6a2+6cl, 6E = 6 b2+ 6 cl。其中8,表示五橋臂變換器的第一上橋臂導(dǎo)通時(shí)間，SB表示第二上橋臂導(dǎo)通時(shí) 間，Se表示第三上橋臂導(dǎo)通時(shí)間，SD表示第四上橋臂導(dǎo)通時(shí)間，SE表示第五上橋臂導(dǎo)通 時(shí)間。對(duì)S A S E的計(jì)算作如下修正
5 a = 6 ,+ 6 c9-0. 5, 8 R = 6 ,,+ 6 c9-0. 5, 8 r = 6 , + 6 c9~0. 5, 8 n =
8a2+6H-0. 5,
cl6 E = 6b2+6 cl-0. 5經(jīng)過運(yùn)算后的上橋臂導(dǎo)通時(shí)間的占空比SA、SB、Sc、SD、SE經(jīng)過處理器8處理 輸出開關(guān)的控制信號(hào)Sa、sb、s。、sd、se ；其中Sa表示五橋臂變換器的第一橋臂開關(guān)信號(hào)，Sb表示第二橋臂開關(guān)信號(hào)，S。表 示第三橋臂開關(guān)信號(hào)，Sd表示第四橋臂開關(guān)信號(hào)，se表示第五橋臂開關(guān)信號(hào)；7)規(guī)定直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf為“off”時(shí)表示直流母線開關(guān)2關(guān)斷，Sf 為“on”時(shí)表示直流母線開關(guān)2導(dǎo)通；由Sa、Sb、S。、Sd、Se相加，判斷是否等于5或0，若等于 5或0，則表示此時(shí)為零矢量插入的時(shí)間，處理器8使直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf此時(shí)為 “off ”，把原零矢量改為上下橋臂導(dǎo)通的直通矢量，此時(shí)按零矢量的占空比成比例的提升直 流母線電壓；若不等于5或0，則處理器8使直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf為“on”。所述的五橋臂變換器雙電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電回饋控制方法如下1)通過第三信號(hào)檢測(cè)電路2-3檢測(cè)出五橋臂變換器4的直流母線電壓U并將其輸 入給處理器8，該電壓與給定電壓U*求偏差，然后經(jīng)過第三電壓PI調(diào)節(jié)模塊8-3得到直通 量調(diào)節(jié)信號(hào)Ud ；2)直通量調(diào)節(jié)信號(hào)Ud經(jīng)過直通調(diào)節(jié)模塊11得出五橋臂變換器4的開關(guān)控制信號(hào) Sa、Sb、S。、Sd、Se和直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf具體得到方法如下[0037]判斷進(jìn)入發(fā)電后，五橋臂變換器的10個(gè)開關(guān)全關(guān)斷，此時(shí)五橋臂變換器進(jìn)入不可 控整流狀態(tài)；直通量調(diào)節(jié)信號(hào)Ud經(jīng)三角波調(diào)制得出控制五橋臂變換器開關(guān)全通或全斷的 控制信號(hào)，當(dāng)Ud大于0時(shí)，五橋臂變換器的10個(gè)開關(guān)全導(dǎo)通的占空比即直通量占空比隨 Ud的絕對(duì)值增大而增大，直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf在10個(gè)開關(guān)全導(dǎo)通即直通的時(shí)候 為“off”，非直通期間為“on”，由此實(shí)現(xiàn)阻抗源的整流降壓；當(dāng)Ud小于0，則五橋臂變換器 的10個(gè)開關(guān)全關(guān)斷，直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf —直為“on”。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果1) 一臺(tái)變換器可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，四輪電動(dòng)汽車只需兩臺(tái)該變換器。與應(yīng)用 四臺(tái)傳統(tǒng)電壓型三臂變換器相比，可節(jié)省2個(gè)開關(guān)器件。2)不存在變換器同一橋臂兩個(gè)功率開關(guān)器件“直通”的短路危險(xiǎn)。3)電機(jī)側(cè)的直流母線電壓能夠可控升高，可在功率開關(guān)器件耐壓范圍內(nèi)提高母線 電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速以上的運(yùn)行，從而解決永磁交流電機(jī)“弱磁擴(kuò)速“難題。4)容易實(shí)現(xiàn)電源與電機(jī)間的雙向可控能量流動(dòng)。

圖1為阻抗型五橋臂變換器雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為電動(dòng)控制方法的原理圖；圖3為發(fā)電控制方法的原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1、圖2和圖3對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本裝置包括電源1，電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件2，阻抗環(huán)節(jié)3，五橋 臂變換器4和兩臺(tái)永磁交流電機(jī)5。電源1經(jīng)過直流母線功率開關(guān)2與阻抗環(huán)節(jié)3相連，阻抗環(huán)節(jié)3由電感LI、L2及 電容CI、C2連接構(gòu)成，阻抗環(huán)節(jié)3再與五橋臂變換器4連接，五橋臂變換器4的輸出端與 永磁交流電機(jī)環(huán)節(jié)5相連接。其中，永磁交流電機(jī)環(huán)節(jié)5包含兩臺(tái)永磁交流電機(jī)Ml及M2。 電能可以由電源1經(jīng)直流母線功率開關(guān)2、阻抗環(huán)節(jié)3、五橋臂變換器4給雙永磁交流電機(jī) 5供電，也可以反方向由雙永磁交流電機(jī)5流向電源1實(shí)現(xiàn)能量回饋過程。五橋臂變換器4由五個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由上開關(guān)器件和下開關(guān)器件組成，五 個(gè)橋臂的上開關(guān)器件與正直流母線P2相連，橋臂的下開關(guān)器件與負(fù)直流母線N2相連。其中 第一橋臂由該橋臂上開關(guān)器件T1和下開關(guān)器件T2連接組成，Tl、T2的公共端同時(shí)與第一 永磁電機(jī)的A相相連；第二橋臂由該橋臂上開關(guān)器件T3和下開關(guān)器件T4連接組成，T3、T4 的公共端同時(shí)與第一永磁電機(jī)的B相相連；第三橋臂由該橋臂上開關(guān)器件T5和下開關(guān)器件 T6連接組成，T5、T6的公共端同時(shí)與第一永磁電機(jī)的C相和第二永磁電機(jī)的C相相連；第 四橋臂由該橋臂上開關(guān)器件T7和下開關(guān)器件T8連接組成，T7、T8的公共端同時(shí)與第二永 磁電機(jī)的B相相連；第五橋臂由該橋臂上開關(guān)器件T9和下開關(guān)器件T10連接組成，T9、T10 的公共端同時(shí)與第二永磁電機(jī)的A相相連。阻抗環(huán)節(jié)3由兩個(gè)電容C1、C2，兩個(gè)電感L1、L2組成，其中C1的正極連接至L1的 P1端，負(fù)極連接至L2的N2端；C2的正極連接至L1的P2端，負(fù)極連接至L2的m端。[0051]如圖2所示，1-1和1-2各為一臺(tái)永磁交流電機(jī)，2-1、2-2、2_3分別為信號(hào)檢測(cè)電 路，8為處理器，4為阻抗型五橋臂變換器，5-1、5-2分別為3/2變換模塊，6_1、6_2分別為 Park逆變換模塊，7為五橋臂SVM(電壓空間矢量調(diào)制)模塊，8_1、8_2分別為速度PI模塊， 9-1、9_2分別為q軸電流PI模塊，10-1、10-2分別為d軸電流PI模塊。其中，模塊5到模塊10均在處理器8中通過軟件實(shí)現(xiàn)，處理器8可為DSP或單片 機(jī)。如圖3所示，1-1和1-2各為一臺(tái)永磁交流電機(jī)，2為信號(hào)檢測(cè)電路，8-3為電壓PI 模塊，11為直通調(diào)制模塊。其中，模塊8-3、模塊11在處理器8中通過軟件實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型所述的五橋臂變換器雙電機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)控制方法為1)第一信號(hào)檢測(cè)電路2-1檢測(cè)第一永磁交流電機(jī)1-1的轉(zhuǎn)速《工并將其傳送給處 理器8，第二信號(hào)檢測(cè)電路2-2檢測(cè)第二永磁交流電機(jī)1-2的轉(zhuǎn)速《 2并將其傳送給處理器
8，在處理器8內(nèi)，對(duì)與給定轉(zhuǎn)速歷*求偏差，然后經(jīng)過速度PI調(diào)節(jié)模塊8-1得出第一永
磁交流電機(jī)1-1的q軸給定電流‘i，對(duì)《2與給定轉(zhuǎn)速歷。求偏差，然后經(jīng)過相速度PI調(diào)節(jié) 模塊8-2得出第二永磁交流電機(jī)1-2的q軸給定電流
2 2)第一信號(hào)檢測(cè)電路2-1檢測(cè)第一永磁交流電機(jī)1-1的定子繞組線電流信號(hào)i
和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角e工，然后經(jīng)第一 3/2變換模塊5-1進(jìn)行坐標(biāo)變換得到第一永磁交流電機(jī)1-1 的dq坐標(biāo)系下的電流分量iql、idl ；第二信號(hào)檢測(cè)電路2-2檢測(cè)第二永磁交流電機(jī)1-2的定 子繞組線電流信號(hào)ia2、ib2和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角e 2，然后經(jīng)過第二 3/2變換模塊5-2進(jìn)行坐標(biāo)變換
得到第二永磁交流電機(jī)1-2的dq坐標(biāo)系下的電流分量iq2、id2，具體變換方法如下
ld\
2n
cos 9X cos⑷-—) 2n
-sin^ -sin⑷-~—) -sin^3)給定電流i/與步驟2)中得到的電流idl做差經(jīng)過第一直軸電流PI調(diào)節(jié)模塊 10-1得到第一直軸電壓給定；給定電流i/與步驟2)中得到的電流id2做差經(jīng)過第二直 軸電流PI調(diào)節(jié)模塊10-2得到第二直軸電壓給定；4)給定電流、*與步驟2)中得到的電流‘做差經(jīng)過第一交軸電流PI調(diào)節(jié)模塊
9-1得第一交軸電壓給定Uql* ；給定電流i。/與步驟2)中得到的電流ia2做差經(jīng)過第二交軸
Lq2
q2
電流PI調(diào)節(jié)模塊9-2得第二交軸電壓給定Uq/。 5)第一直軸電壓給定和第一交軸電壓給定U/經(jīng)過第一 Park逆變換模塊6_1 得到兩相靜止坐標(biāo)下的第一電壓Uai和uM ；第二直軸電壓給定和第二交軸電壓給定uq/Park逆變換模塊6-2得到兩相靜止坐標(biāo)下的第二電壓Ua2和U02，具體計(jì)算方法
經(jīng)過弟_■ 1 a 丄代億乂:KK'I 天鞏 <J ^ 'I 寸；cn'mtW 兒土'|/J、I M'J>T3~■吧/上 ua2 /|'H U02,
如下 6)第一電壓，第二電壓Ua2和U02輸入給五橋臂SVM模塊7，規(guī)定空間矢 量的輸出信號(hào)用一個(gè)PWM周期中上橋臂的開通時(shí)間占空比S來表示，則五橋臂SVM模塊算 法如下由Ual、UM經(jīng)過傳統(tǒng)電壓空間矢量算法得到第一永磁交流電機(jī)1-1標(biāo)準(zhǔn)3橋臂變 換器第一上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間Sal、第二上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間Sbl、第三上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間5。1; 由Ua2、U02經(jīng)過傳統(tǒng)電壓空間矢量算法得到第二永磁交流電機(jī)1-2標(biāo)準(zhǔn)3橋臂變換器第一 上橋臂的的導(dǎo)通時(shí)間Sa2、第二上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間Sb2、第三上橋臂的導(dǎo)通時(shí)間5c2。為了復(fù)用公共第三橋臂，又能獨(dú)立控制兩臺(tái)電機(jī)，做如下運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)復(fù)用解耦的 控制6a = 6 al+ 6 c2, 6 B = 6bl+6c2, 6C = 5 cl+ 6 c2, 6 D = 5 a2+ 6 cl, 6 E = 6 b2+ 6 cl。其中8,表示五橋臂變換器的第一上橋臂導(dǎo)通時(shí)間，SB表示第二上橋臂導(dǎo)通時(shí) 間，Se表示第三上橋臂導(dǎo)通時(shí)間，SD表示第四上橋臂導(dǎo)通時(shí)間，SE表示第五上橋臂導(dǎo)通 時(shí)間。
對(duì)S A s E的計(jì)算作如下修正
5 A = 6 ,+ 6 r9-0. 5, 8 R = 6 ,,+ 6 r9-0. 5, 8 r = 6 ,+ 6 r9-0. 5, 8 n =
8a,+ 6r1-0. 5,6 E = Sb2+Scl-0.5。經(jīng)過運(yùn)算后的上橋臂導(dǎo)通時(shí)間的占空比SA、SB、Sc、SD、SE經(jīng)過處理器8處理 輸出開關(guān)的控制信號(hào)Sa、sb、s。、sd、se。其中Sa表示五橋臂變換器的第一橋臂開關(guān)信號(hào)，Sb表示第二橋臂開關(guān)信號(hào)，S。表 示第三橋臂開關(guān)信號(hào)，Sd表示第四橋臂開關(guān)信號(hào)，se表示第五橋臂開關(guān)信號(hào)。7)規(guī)定直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf為“off”時(shí)表示直流母線開關(guān)2關(guān)斷，Sf 為“on”時(shí)表示直流母線開關(guān)2導(dǎo)通；由Sa、Sb、S。、Sd、Se相加，判斷是否等于5或0，若等于 5或0，則表示此時(shí)為零矢量插入的時(shí)間，處理器8使直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf此時(shí)為 “off ”，把原零矢量改為上下橋臂導(dǎo)通的直通矢量，此時(shí)按零矢量的占空比成比例的提升直 流母線電壓；若不等于5或0，則處理器8使直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf為“on”。本實(shí)用新型所述的五橋臂變換器雙電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電回饋控制方法為1)通過第三信號(hào)檢測(cè)電路2-3檢測(cè)出五橋臂變換器直流母線電壓U，然后與給定 電壓U*求偏差，經(jīng)過第三電壓PI調(diào)節(jié)模塊8-3得到直通量調(diào)節(jié)信號(hào)Ud ；2)直通量調(diào)節(jié)信號(hào)Ud經(jīng)過直通調(diào)節(jié)模塊11得出五橋臂變換器4的開關(guān)控制信號(hào) Sa、Sb、S。、Sd、Se和直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf具體得到方法如下[0079]判斷進(jìn)入發(fā)電后，五橋臂變換器的10個(gè)開關(guān)全關(guān)斷，此時(shí)五橋臂變換器進(jìn)入不可 控整流狀態(tài)。直通量調(diào)節(jié)信號(hào)Ud經(jīng)三角波調(diào)制得出控制五橋臂變換器開關(guān)全通或全斷的 控制信號(hào)，當(dāng)Ud大于0時(shí)，五橋臂變換器的10個(gè)開關(guān)全導(dǎo)通的占空比即直通量占空比隨Ud 的絕對(duì)值增大而增大，直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf在10個(gè)開關(guān)全導(dǎo)通即直通的時(shí)候?yàn)?“off”，非直通期間為“on”，由此實(shí)現(xiàn)阻抗源的整流降壓；當(dāng)Ud小于0，則五橋臂變換器的10 個(gè)開關(guān)全關(guān)斷，直流母線開關(guān)2的控制信號(hào)Sf —直為“on”。需要指出的是，五橋臂變換器4中的任意一個(gè)橋臂的兩個(gè)開關(guān)器件的公共端均可 同時(shí)與第一永磁同步電機(jī)和第二永磁同步電機(jī)相連接，控制方法做相應(yīng)改動(dòng)即可。
權(quán)利要求阻抗型五橋臂變換器雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于包括電源(1)、電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件(2)、阻抗環(huán)節(jié)(3)、五橋臂變換器(4)、永磁交流電機(jī)環(huán)節(jié)(5)、處理器(8)和信號(hào)檢測(cè)電路，所述的永磁交流電機(jī)環(huán)節(jié)(5)包括第一永磁交流電機(jī)(1 1)和第二永磁交流電機(jī)(1 2)，所述的信號(hào)檢測(cè)電路包括第一信號(hào)檢測(cè)電路(2 1)、第二信號(hào)檢測(cè)電路(2 2)和第三信號(hào)檢測(cè)電路(2 3)，其中電源依次通過電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件(2)和阻抗環(huán)節(jié)(3)與五橋臂變換器(4)的輸入端相連，五橋臂變換器(4)的輸出端同時(shí)與第一永磁交流電機(jī)(1 1)和第二永磁交流電機(jī)(1 2)相連，第一永磁交流電機(jī)(1 1)通過第一信號(hào)檢測(cè)電路(2 1)與處理器相連，第二永磁交流電機(jī)(1 2)通過第二信號(hào)檢測(cè)電路(2 2)與處理器相連，五橋臂變換器(4)通過第三信號(hào)檢測(cè)電路與處理器相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種阻抗型五橋臂變換器雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由五橋臂變換器、阻抗環(huán)節(jié)、電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件、電源和永磁交流電機(jī)組成，采用簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的解耦算法控制五橋臂變換器驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，通過電源側(cè)直流母線功率開關(guān)器件、阻抗環(huán)節(jié)與五橋臂變換器功率開關(guān)器件的配合，控制變換器直流母線電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速以上的擴(kuò)速運(yùn)行，也能夠?qū)崿F(xiàn)由電機(jī)至電源的能量回饋過程。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于不存在變換器同一橋臂兩個(gè)功率開關(guān)器件“直通”的短路危險(xiǎn)；一臺(tái)變換器可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，節(jié)省了變換器成本；電機(jī)側(cè)直流母線電壓能可控升高，有助于解決永磁交流電機(jī)“弱磁擴(kuò)速”難題。
文檔編號(hào)H02P5/74GK201682449SQ20102021120
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者于冬寧, 余楓, 許家群, 閻寶光 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)