基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法

专利主权项内容

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：(1)、获取永磁同步电机在静止坐标系下的参考复合电压v；*(1.1)、设三相交流电机的给定转速为(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ω；e(1.3)、将与ω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/>e(1.4)、将单级式多端口逆变器产生的三相电流i、i、i经过T坐标变换得到q轴的第一实际电流i和d轴的第二实际电流i；abc1qd(1.5)、将与i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v；qq(1.6)、给定d轴第二给定电流将/>与i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v；dd(1.7)、将第一给定电压v、第二给定电压v通过T坐标变换得到静止坐标系下平面的矢量v与v，再用v与v合成复合空间矢量电压v；qd2αβαβ*(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；**其中，表示电流矢量i的共轭；(3)、分解复合空间矢量v为与/>*将单级式多端口逆变器等效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/>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：*(4)、将总的有功功率P*分解至两个两电平逆变器，得到逆变器1和逆变器2输出的有功功率(4.1)、根据空间矢量关系式令/>其中，k为逆变器1的输出有功功率与单级式多端口逆变器输出的有功功率的比值。；(4.2)、计算逆变器1在空间矢量的作用下输出的有功功率，可以表示为：进一步的，由P的表达式得到k的函数表达式：1*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(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；(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；*(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；(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：(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；(5.2.3)、第一扇区中，记两个相邻的有功电压空间矢量为v与v，则j表示虚部；在一个采样周期T内，/>在逆变器1的作用时间用下式表示为：abs其中，T′和T′分别是逆变器1中v和的持续时间，d∈[0, T]表示每一相的作用时间，x＝a，b，c，表示三相；12ax1s同理，在一个采样周期T内，在逆变器2的作用时间用下式表示为：s其中T″和T″分别是逆变器2中v和v的持续时间，且T”＝T-T”-T”，d∈[0, T]表示每一相的作用时间；12ab0s12x2s(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G、G，然后利用驱动信号G控制开关管S，驱动信号G的互补信号控制开关管S，驱动信号G控制开关管S，驱动信号G的互补信号控制开关管S，S、S、S、S分别为对应桥臂的上管、上中管、中下管、下管，上式中。x1x2x1x1x1x3x2x2x2x4x1x2x3x4