本發(fā)明涉及一種雙三相永磁同步電機的低調制比區(qū)域切換控制方法，屬于電機驅動領域。

背景技術：

1、雙三相永磁同步電機(dual-three?phase?permanent?magnet?synchronousmotor,dtp-pmsm)，因其高功率密度和高可靠性等優(yōu)點，在交通運輸、現(xiàn)代工業(yè)中占據(jù)了重要的地位。雙三相永磁同步電機廣泛應用于工況復雜的領域，如航空航天、電動汽車、機車動車等，這些領域存在dtp-pmsm調制比頻繁切換需求，傳統(tǒng)dtp-pmsm矢量控制變頻系統(tǒng)采用兩套三相繞組配合工作，在低調制比運行運行區(qū)域，系統(tǒng)存在運行效率進一步優(yōu)化空間。

2、目前消除低調制比區(qū)域電流重構盲區(qū)的方法有：測量脈沖插入法、矢量相移法、動態(tài)零狀態(tài)脈寬調制法等。測量脈沖插入法，通過在pwm周期內(nèi)插入測量脈沖完成采樣，并提出相應的補償策略，這種方法改變了pwm對稱性，變相提高了功率模塊開關動作頻率增加損耗，降低系統(tǒng)效率，且控制算法比較復雜，不適用于高開關頻率場景；矢量相移法的基本思想是通過調整pwm信號的相位，將中央對稱的七段式脈寬調制更改為非對稱形式，使得在電壓矢量作用期間能夠更有效地進行電流采樣和重構，但該方法變相引入偶次開關頻率諧波增加電機振動，且無法全面覆蓋低調制比區(qū)域；動態(tài)零狀態(tài)脈寬調制法采用有效電壓矢量替換零矢量的方式消除低調制比電流重構盲區(qū)，該方法雖然可以保證pwm對稱性但依舊會增加系統(tǒng)諧波與電機振動，不利于電驅系統(tǒng)低調制比區(qū)域的穩(wěn)定運行，且無法實現(xiàn)驅動系統(tǒng)運行效率的進一步提高。當dtp-pmsm矢量控制變頻系統(tǒng)消除不同調制比電流重構盲區(qū)的方法不同時，需要對不同重構方案給出明確高效的切換控制方法，傳統(tǒng)不同調制比下的電流重構方案切換可能帶來寬調制比范圍相電流重構困難的問題，存在進一步優(yōu)化空間。

3、傳統(tǒng)dtp-pmsm矢量控制變頻系統(tǒng)低調制比區(qū)域需兩套三相繞組共同工作，存在運行效率優(yōu)化空間；不同調制比下dtp-pmsm電流重構方案切換運行，導致寬調制比范圍相電流重構困難。

技術實現(xiàn)思路

1、針對傳統(tǒng)dtp-pmsm矢量控制變頻系統(tǒng)低調制比區(qū)域需兩套三相繞組共同工作，存在運行效率優(yōu)化空間的問題，本發(fā)明提供一種雙三相永磁同步電機的低調制比區(qū)域切換控制方法。

2、本發(fā)明的一種雙三相永磁同步電機的低調制比區(qū)域切換控制方法，包括：

3、步驟1、三相繞組abc獨立運行，三相繞組xyz做封波處理，在運行三相繞組abc中的兩個零矢量處進行采樣，根據(jù)采樣電流完成低調制比三相電流重構；將重構的三相電流與采樣轉速送入環(huán)路進行運算得到三相調制參考電壓，經(jīng)三相空間矢量脈寬調制完成功率模塊驅動；

4、步驟2、計算當前三相繞組abc的調制比m，當調制比m滿足時，tmin為最小采樣時間；ts為開關周期，轉入步驟1，否則轉入步驟3；

5、步驟3、兩套三相繞組配合運行，將三相繞組xyz載波移相0.25ts，分別在兩套三相繞組的零矢量處進行采樣，根據(jù)采樣結果結合六相電流重構表達式，完成六相電流重構，將重構的六相電流與采樣轉速送入環(huán)路進行運算，得到調制參考電壓，并對交軸的調制參考電壓進行限幅，所有調制參考電壓經(jīng)三相空間矢量脈寬調制，完成功率模塊驅動；

6、步驟4、判斷三相繞組abc的調制比m是否滿足若是，轉入步驟1，若否，轉入步驟3。

7、作為優(yōu)選，根據(jù)采樣電流完成低調制比三相電流重構：

8、sa、sb、sc、sx、sy、sz分別為雙三相永磁同步電機的六相橋臂開關函數(shù)，取值為0是代表下橋臂導通，取值為1代表上橋臂導通；

9、在三相繞組abc的零矢量sasbsc＝000處采樣得到電流il1，在三相繞組abc的零矢量sasbsc＝111處采樣得到電流il2；

10、低調制比三相電流iaibic分別為：

11、

12、作為優(yōu)選，六相電流重構表達式的獲取方法包括：

13、sa、sb、sc、sx、sy、sz分別為雙三相永磁同步電機的六相橋臂開關函數(shù)，取值為0是代表下橋臂導通，取值為1代表上橋臂導通；

14、sa＝0、sb＝0、sc＝0或sx＝0、sy＝0、sz＝0時對應電壓矢量u0；

15、當sa＝1、sb＝0、sc＝0或sx＝1、sy＝0、sz＝0時對應電壓矢量u1；

16、當sa＝1、sb＝1、sc＝0或sx＝1、sy＝1、sz＝0時對應電壓矢量u2；

17、當sa＝0、sb＝1、sc＝0或sx＝0、sy＝1、sz＝0時對應電壓矢量u3；

18、當sa＝0、sb＝1、sc＝1或sx＝0、sy＝1、sz＝1時對應電壓矢量u4；

19、當sa＝0、sb＝0、sc＝1或sx＝0、sy＝0、sz＝1時對應電壓矢量u5；

20、當sa＝1、sb＝0、sc＝1或sx＝1、sy＝0、sz＝1時對應電壓矢量u6；

21、u1與u2在空間中包圍而成的區(qū)域為扇區(qū)ⅰ；

22、u2與u3在空間中包圍而成的區(qū)域為扇區(qū)ⅱ；

23、u3與u4在空間中包圍而成的區(qū)域為扇區(qū)ⅲ；

24、u4與u5在空間中包圍而成的區(qū)域為扇區(qū)ⅳ；

25、u5與u6在空間中包圍而成的區(qū)域為扇區(qū)ⅴ；

26、u6與u1在空間中包圍而成的區(qū)域為扇區(qū)ⅵ；

27、分別取扇區(qū)ⅰ至扇區(qū)ⅵ內(nèi)的中分線；

28、扇區(qū)ⅰ的中分線與扇區(qū)ⅵ的中分線包圍而成的區(qū)域為重構區(qū)域g1；

29、扇區(qū)ⅱ的中分線與扇區(qū)ⅰ的中分線包圍而成的區(qū)域為重構區(qū)域g2；

30、扇區(qū)ⅱ的中分線與扇區(qū)ⅲ的中分線包圍而成的區(qū)域為重構區(qū)域g3；

31、扇區(qū)ⅲ的中分線與扇區(qū)ⅳ的中分線包圍而成的區(qū)域為重構區(qū)域g4；

32、扇區(qū)ⅳ的中分線與扇區(qū)ⅴ的中分線包圍而成的區(qū)域為重構區(qū)域g5；

33、扇區(qū)ⅴ的中分線與扇區(qū)ⅵ的中分線包圍而成的區(qū)域為重構區(qū)域g6；

34、根據(jù)參考電壓矢量所處重構區(qū)域不同，六相電流重構表達式為：

35、

36、

37、其中，i1、i2、i3、i4分別表示在四個零矢量處采樣到的電流；ia表示三相繞組abc中a相的電流；

38、ib表示三相繞組abc中b相的電流；

39、ic表示三相繞組abc中c相的電流；

40、ix表示三相繞組xyz中x相的電流；

41、iy表示三相繞組xyz中y相的電流

42、iz表示三相繞組xyz中z相的電流。

43、作為優(yōu)選，對交軸的調制參考電壓進行限幅：

44、

45、其中，uq為表示交軸的調制參考電壓，ts表示開關周期，tmin表示最小采樣時間，udc表示母線電壓。

46、作為優(yōu)選，三相繞組abc的調制比m：

47、

48、其中，udc表示當前的母線電壓，ud1、uq1表示直軸和交軸的三相調制參考電壓。

49、作為優(yōu)選，將重構的三相電流與采樣轉速送入環(huán)路進行運算得到三相調制參考電壓，經(jīng)三相空間矢量脈寬調完成功率模塊驅動包括：

50、將重構的三相電流iaibic進行變換，得到三相繞組abc的轉矩電流反饋值iq1與勵磁電流反饋值id1；

51、將采樣轉速送入轉速控制器asr運算得到轉矩給定電流，將轉矩給定電流、轉矩電流反饋值iq1與勵磁電流反饋值id1作差送入電流環(huán)acr，經(jīng)電流環(huán)acr運算得到直軸和交軸的三相調制參考電壓ud1、uq1；

52、將ud1、uq1送入三相繞組abc對應的三相空間矢量脈寬調制，得到每個功率模塊具體驅動信息，完成發(fā)波，另外，三相繞組xyz驅動信號置低，對應功率模塊進行封波處理。

53、作為優(yōu)選，將重構的三相電流iaibic進行clark-park變換，得到三相繞組abc的轉矩電流反饋值iq1與勵磁電流反饋值id1：

54、

55、其中，θ表示電機位置角。

56、本發(fā)明的有益效果，本發(fā)明控制方法低調制比區(qū)域只需一套三相繞組運行，提高了系統(tǒng)運行效率；本發(fā)明可實現(xiàn)dtp-pmsm驅動系統(tǒng)低調制比區(qū)域相電流重構；本發(fā)明給出的不同調制比下切換控制方法，可實現(xiàn)寬調制比范圍相電流重構。