一種多相電機(jī)平衡控制方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交流電動機(jī)及其控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多相電機(jī)平衡控制方法，以及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動車輛、船舶推進(jìn)等領(lǐng)域，交流電機(jī)通常以蓄電池作為電源，如果蓄電池SOC偏低，直流母線電壓下降，變流裝置的電壓輸出能力下降，有可能導(dǎo)致實(shí)際輸出電壓達(dá)不到控制系統(tǒng)的給定值，從而使電機(jī)失去控制。另一方面，如果電機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定值，會導(dǎo)致電壓需求上升，也會使電機(jī)失去控制。
[0003]三相電機(jī)采用基于弱磁補(bǔ)償電流的寬電壓/寬轉(zhuǎn)速范圍控制策略，通過調(diào)節(jié)給定電流，使電壓參考值始終處于變流裝置輸出的可達(dá)范圍之內(nèi)，較好地解決了上述問題。
[0004]但是在船舶推進(jìn)等大功率應(yīng)用場合，往往采用多相電機(jī)，每三相為一個通道，形成多個通道，以實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)矩密度和冗余度。
[0005]這種情況下，如果每個三相通道各自沿用現(xiàn)有的弱磁控制策略，就會由于各通道參數(shù)的差異，出現(xiàn)電流不一致的現(xiàn)象，使電機(jī)各個通道功率不平衡。功率不平衡會使個別通道的器件承受過大的電應(yīng)力，或使各通道的蓄電池充放電狀態(tài)不一致，這些會危機(jī)運(yùn)行安全及設(shè)備壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠在弱磁運(yùn)行時保持各通道電流平衡的多相電機(jī)控制方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種多相電機(jī)平衡控制方法，步驟如下
a)、分別計算各個三相通道的弱磁補(bǔ)償電流；
b)、對各個通道的弱磁補(bǔ)償電流選擇性相加，得到統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流；
c)、用統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流對D軸和/或Q軸參考電流進(jìn)行修正，得到最終的D軸參考電流與Q軸參考電流，應(yīng)用于各個三相通道。
[0008]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法，其步驟a)基于交流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)計算所需的弱磁補(bǔ)償電流，所述計算弱磁補(bǔ)償電流的方法為:在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，分別計算各個通道的參考電壓幅值，以最大電壓幅值作為給定，參考電壓幅值作為反饋，進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到一個三相通道的弱磁補(bǔ)償電流。
[0009]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法，其步驟b)對各個通道的弱磁補(bǔ)償電流選擇性相加，得到統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流的方法為:當(dāng)某一個通道投入運(yùn)行時，相應(yīng)的運(yùn)行標(biāo)志置1，否則相應(yīng)的運(yùn)行標(biāo)志置0，各通道的弱磁補(bǔ)償電流與相應(yīng)的運(yùn)行標(biāo)志相乘后再相加或求平均，得到統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流id4*。
[0010]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法，其步驟c)根據(jù)弱磁補(bǔ)償電流，對原始不弱磁的參考電流進(jìn)行修正，得到弱磁后的參考電流，作為各個通道最終的參考電流，所述計算最終參考電流的方法為:設(shè)is*為電流幅值給定，idO*為根據(jù)轉(zhuǎn)矩最大原則確定D軸參考電流，將id4*與idO*相加，作為新的D軸給定電流id*，通過電流幅值給定和新的D軸給定電流，計算Q軸給定電流iq*，將上述計算結(jié)果id*和iq*同時作為3個三相通道的電流給定。
[0011 ] 本發(fā)明的目的之二是提供一種多相電機(jī)平衡控制方法的應(yīng)用。
[0012]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:用于多相變頻器作為控制算法，所述的多相變頻器使用MOSFET、IGBT, IGCT等電力電子器件等器件實(shí)現(xiàn)電能的變換，具有不少兩個三相輸出通道，使用數(shù)字芯片作為控制算法的載體。
[0013]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法的應(yīng)用，多相變頻器用于多相電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，所述的多相電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)還包含至少一臺多相電機(jī)。
[0014]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法的應(yīng)用，多相電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)用于驅(qū)動電動汽車。
[0015]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法的應(yīng)用，多相電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)用于電力推進(jìn)船中作為其水面航行的動力驅(qū)動螺旋槳。
[0016]所述的一種多相電機(jī)平衡控制方法的應(yīng)用，多相電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)用于電力牽引軌道交通車中作為在軌道上行駛的牽引力驅(qū)動車輪。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:該方法采用獨(dú)立檢測，統(tǒng)一調(diào)節(jié)的策略，使多相電機(jī)在各通道電流保持平衡的前提下實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍或?qū)掁D(zhuǎn)速范圍的弱磁控制，實(shí)現(xiàn)弱磁運(yùn)行時多通道之間的電流平衡，可應(yīng)用于軌道交通、船舶推進(jìn)、電動車輛等大功率交流電機(jī)傳動場合。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明方法的原理圖；
圖2為本發(fā)明單個通道計算弱磁補(bǔ)償電流的方法示意圖；
圖3為本發(fā)明弱磁電流選擇性求和的示意圖；
圖4為本發(fā)明根據(jù)弱磁補(bǔ)償電流對參考電流進(jìn)行修正的方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]參照圖1所示，為解決多相交流電機(jī)弱磁運(yùn)行時的電流平衡問題，本發(fā)明公開了一種多相電機(jī)平衡控制方法，步驟如下
a)、分別計算各個三相通道的弱磁補(bǔ)償電流。
[0021]b)、對各個通道的弱磁補(bǔ)償電流選擇性相加，得到統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流。
[0022]c)、用統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流對D軸和/或Q軸參考電流進(jìn)行修正，得到最終的D軸參考電流與Q軸參考電流，應(yīng)用于各個三相通道。
[0023]以3個三相通道的9相永磁電機(jī)為例進(jìn)行說明:
a)、基于交流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，計算所需的弱磁補(bǔ)償電流。
[0024]作為舉例，圖2給出了一種計算弱磁補(bǔ)償電流的方法，圖中idx*為第X個通道的弱磁補(bǔ)償電流。
[0025]在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，分別計算各個通道的參考電壓幅值。以最大電壓幅值作為給定，參考電壓幅值作為反饋，進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到一個三相通道的弱磁補(bǔ)償電流。
[0026]b)、對各三相通道的弱磁補(bǔ)償電流進(jìn)行選擇性求和，結(jié)果作為統(tǒng)一的弱磁補(bǔ)償電流。
[0027]作為舉例，圖3給出了一種對弱磁電流進(jìn)行選擇性求和的方法。
[0028]圖中K