基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统

文档序号:1144002 发布日期:2020-09-11 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统 (Six-phase PMSM control device based on double d-q axes and six-phase PMSM system ) 是由 王文洲 王云 任广辉 薛静 詹圣益 卢苗 殷桂来 于 2020-06-22 设计创作,主要内容包括:本申请提供了一种基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统,包括第一控制电路通过电流检测电路采集六相电机输入端的六相电流,并将该六相电流依次进行clark变换、基于转子检测装置检测的六相电机中转子当前角度进行park变换和数据处理后,输出第一dq坐标系电压和第二dq坐标系电压。同时通过谐波抑制电路根据转子当前角度将clark变换后得到的第一坐标系电流和第二坐标系电流进行数据处理后,并输出第一坐标系电压和第二坐标系电压至第二控制电路,通过第二控制电路将二者分别进行ipark变换,并根据ipark变换后的第一坐标系电压和第二坐标系电压调整六相电机输入端的六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。(The application provides a six-phase PMSM control device and a six-phase PMSM system based on double d-q axes, and the six-phase PMSM control device and the six-phase PMSM system comprise a first control circuit, a current detection circuit, a clark conversion circuit, a rotor detection device and a data processing circuit, wherein the first control circuit collects six-phase current at the input end of a six-phase motor, the six-phase current is sequentially subjected to clark conversion, and after the park conversion and the data processing are performed on the current angle of a rotor in the six-phase motor detected by the rotor detection device, first dq coordinate system voltage and second dq coordinate system voltage are output. And meanwhile, after data processing is carried out on the first coordinate system current and the second coordinate system current obtained after the clark conversion through the harmonic suppression circuit according to the current angle of the rotor, the first coordinate system voltage and the second coordinate system voltage are output to the second control circuit, ipark conversion is respectively carried out on the first coordinate system current and the second coordinate system current through the second control circuit, and the six-phase current at the input end of the six-phase motor is adjusted according to the first coordinate system voltage and the second coordinate system voltage after the ipark conversion, so that the phase current imbalance phenomenon can be effectively suppressed, the harmonic wave can be reduced, and the six-phase PMSM efficiency can be improved.)

基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统

技术领域

本申请涉及电机技术领域,特别是涉及基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统。

背景技术

随着电机及其控制技术的不断发展,多相变频驱动控制技术日益成熟,近年来新能源技术引起了人们的极大兴趣。作为将可再生能源转化成为机械能的电机控制装置,电机控制器具有广泛的应用前景,例如新能源汽车驱动系统等。

而针对双三相PMSM(permanent-magnet synchronous motor,永磁同步电机)的电流和转矩的控制大多采用传统的双d-q轴六相PMSM控制方法。然而,传统的双d-q轴控制方法难以实现对于谐波分量的有效抑制。

发明内容

基于此,有必要针对传统的双d-q轴控制方法难以实现对于谐波分量的有效抑制的问题,提供一种基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统。

一种基于双d-q轴的六相PMSM控制装置,包括:

电流检测电路,用于采集六相电机输入端的六相电流;

转子检测装置,用于检测所述六相电机中转子位置,并输出转子当前角度;

第一控制电路,分别与所述电流检测电路和所述转子检测装置电连接,用于将所述六相电流进行clark变换得到第一坐标系电流和第二坐标系电流,基于所述转子当前角度将所述第一坐标系电流进行park变换和数据处理输出第一dq坐标系电压,基于所述转子当前角度将所述第二坐标系电流进行park变换和数据处理输出第二dq坐标系电压;

谐波抑制电路,分别与所述电流检测电路、所述转子检测装置和所述第一控制电路电连接,用于根据所述转子当前角度将所述第一坐标系电流和所述第二坐标系电流进行数据处理后得到第一直流电流和第二直流电流,并基于所述第一直流电流、所述第二直流电流、所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压输出第一坐标系电压和第二坐标系电压;以及

第二控制电路,与所述谐波抑制电路电连接,用于将所述第一坐标系电压和所述第二坐标系电压分别进行ipark变换,并根据ipark变换后的所述第一坐标系电压和第二坐标系电压调整所述六相电机输入端的所述六相电流。

在其中一个实施例中,所述谐波抑制电路包括:

第一处理单元,分别与所述电流检测电路和所述转子检测装置电连接,用于将所述第一坐标系电流中的第一坐标电流与所述第二坐标系电流中的第一坐标电流做差得到第一分量电流,并根据所述转子当前角度将所述第一分量电流进行电流转换并输出所述第一直流电流,还用于将所述第一坐标系电流中的第二坐标电流与所述第二坐标系电流中的第二坐标电流做差得到第二分量电流,并根据所述转子当前角度将所述第二分量电流进行电流转换并输出所述第二直流电流。

在其中一个实施例中,所述谐波抑制电路还包括:

自适应控制单元,分别与所述第一处理单元和所述转子检测装置电连接,用于根据所述转子当前角度将所述第一直流电流转换为第一电压,并将所述第一电压分别与所述第一dq坐标系电压中的q坐标电压和所述第二dq坐标系电压中的q坐标电压进行数据处理,并输出所述第一坐标系电压中的第一坐标电压和所述第二坐标系电压中的第一坐标电压;还用于根据所述转子当前角度将所述第二直流电流转换为第二电压,并将所述第二电压分别与所述第一dq坐标系电压中的d坐标电压和所述第二dq坐标系电压中的d坐标电压进行数据处理,并输出所述第一坐标系电压中的第二坐标电压和所述第二坐标系电压中的第二坐标电压。

在其中一个实施例中,所述第一控制电路包括:

电流变换单元,分别与所述电流检测电路和所述谐波抑制电路电连接,用于将所述六相电流进行clark变换并输出所述第一坐标系电流和所述第二坐标系电流;

第一坐标转换单元,分别与所述电流变换单元和所述转子检测装置电连接,用于根据所述转子当前角度将所述第一坐标系电流进行park变换并输出第一dq坐标系电流;

第二坐标转换单元,分别与所述电流变换单元和所述转子检测装置电连接,用于根据所述转子当前角度将所述第二坐标系电流进行park变换并输出第二dq坐标系电流;以及

处理单元,分别与所述第一坐标转换单元、所述第二坐标转换单元和所述谐波抑制电路电连接,用于将所述第一dq坐标系电流进行数据处理并输出所述第一dq坐标系电压至所述谐波抑制电路,还用于将所述第二dq坐标系电流进行数据处理并输出所述第二dq坐标系电压至所述谐波抑制电路。

在其中一个实施例中,所述处理单元用于将所述第一dq坐标系电流和第一预设坐标系电流做差得到第一差值坐标系电流,并将所述第一差值坐标系电流转换并输出所述第一dq坐标系电压至所述谐波抑制电路;

所述处理单元还用于将所述第二dq坐标系电流和第二预设坐标系电流做差得到第二差值坐标系电流,并将所述第二差值坐标系电流转换并输出所述第二dq坐标系电压至所述谐波抑制电路。

在其中一个实施例中,所述第二控制电路包括:

第三坐标转换单元,与所述谐波抑制电路电连接,用于将所述第一坐标系电压进行ipark变换并输出第一坐标系调制电压;

第四坐标转换单元,与所述谐波抑制电路电连接,用于将所述第二坐标系电压进行ipark变换并输出第二坐标系调制电压;以及

SVPWM单元,分别与所述第三坐标转换单元和所述第四坐标转换单元电连接,用于根据所述第一坐标系调制电压和所述第二坐标系调制电压输出控制信号,以调整所述六相电机输入端的所述六相电流。

在其中一个实施例中,所述的基于双d-q轴的六相PMSM控制装置还包括:

逆变器电路,所述逆变器电路的第一输入端与所述第二控制电路电连接,所述逆变器电路的第二输入端用于与电源电连接,所述逆变器电路的输出端用于与所述电流检测电路和所述六相电机共接,所述第二控制电路通过所述逆变器电路调整所述六相电机输入端的所述六相电流。

在其中一个实施例中,所述的基于双d-q轴的六相PMSM控制装置还包括:

滤波电路,所述滤波电路的输入端与所述逆变器电路的输出端电连接,所述滤波电路的输出端用于与所述六相电机的输入端电连接。

在其中一个实施例中,所述电流检测电路为电阻式电流传感器。

一种六相PMSM系统,包括:

六相电机;以及

上述任一项实施例所述的基于双d-q轴的六相PMSM控制装置,所述基于双d-q轴的六相PMSM控制装置用于调整所述六相电机输入端的所述六相电流。

与现有技术相比,上述基于双d-q轴的六相PMSM控制装置及六相PMSM系统,所述第一控制电路通过所述电流检测电路采集六相电机输入端的六相电流,并将该六相电流依次进行clark变换、基于所述转子检测装置检测的所述六相电机中转子当前角度进行park变换和数据处理后,输出第一dq坐标系电压和第二dq坐标系电压;同时通过谐波抑制电路根据所述转子当前角度将clark变换后得到的第一坐标系电流和所述第二坐标系电流进行数据处理后,并根据所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压输出第一坐标系电压和第二坐标系电压至第二控制电路,通过第二控制电路将二者分别进行ipark变换,并根据ipark变换后的所述第一坐标系电压和第二坐标系电压调整所述六相电机输入端的所述六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的双d-q轴的六相PMSM控制装置的电路原理图;

图2为本申请一实施例提供的双d-q轴的六相PMSM控制装置的电路示意图;

图3为本申请一实施例提供的自适应陷波器的电路示意图;

图4为本申请一实施例提供的滤波电路的电路示意图;

图5为本申请一实施例提供的六相PMSM系统的结构框图。

附图标记说明:

10、基于双d-q轴的六相PMSM控制装置;100、电流检测电路;101、六相电机;20、六相PMSM系统;200、转子检测装置;300、第一控制电路;310、电流变换单元;320、第一坐标转换单元;330、第二坐标转换单元;340、处理单元;400、谐波抑制电路;410、第一处理单元;420、自适应控制单元;500、第二控制电路;510、第三坐标转换单元;520、第四坐标转换单元;530、SVPWM单元;600、逆变器电路;601、电源;700、滤波电路。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1,本申请一实施例提供一种基于双d-q轴的六相PMSM控制装置10,包括:电流检测电路100、转子检测装置200、第一控制电路300、谐波抑制电路400以及第二控制电路500。所述电流检测电路100用于采集六相电机101输入端的六相电流。所述转子检测装置200用于检测所述六相电机101中转子位置,并输出转子当前角度。所述第一控制电路300分别与所述电流检测电路100和所述转子检测装置200电连接。所述第一控制电路300用于将所述六相电流进行clark变换得到第一坐标系电流和第二坐标系电流。所述第一控制电路300基于所述转子当前角度将所述第一坐标系电流进行park变换和数据处理输出第一dq坐标系电压。所述第一控制电路300基于所述转子当前角度将所述第二坐标系电流进行park变换和数据处理输出第二dq坐标系电压。

所述谐波抑制电路400分别与所述电流检测电路100、所述转子检测装置200和所述第一控制电路300电连接。所述谐波抑制电路400用于根据所述转子当前角度将所述第一坐标系电流和所述第二坐标系电流进行数据处理后得到第一直流电流和第二直流电流,并基于所述第一直流电流、所述第二直流电流、所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压输出第一坐标系电压和第二坐标系电压。所述第二控制电路500与所述谐波抑制电路400电连接。所述第二控制电路500用于将所述第一坐标系电压和所述第二坐标系电压分别进行ipark变换,并根据ipark变换后的所述第一坐标系电压和第二坐标系电压调整所述六相电机101输入端的所述六相电流。

可以理解,所述电流检测电路100的具体电路结构不限制,只要具有采集六相电机101输入端的六相电流的功能即可。在一个实施例中,所述电流检测电路100可以是电阻式电流传感器。采用该电阻式电流传感器可对所述六相电机101输入端的输入电流进行采样,得到所述六相电流(ia、ib、ic、iu、iv、iw),并将该所述六相电流传输至所述第一控制电路300。通过该电阻式电流传感器可实现高速电流采样,显著提高电流控制频率,可显著减少六相PMSM谐波。

在一个实施例中,所述转子检测装置200可与所述六相电机101机械连接,并用于检测所述六相电机101内的转子当前角度。在一个实施例中,所述转子检测装置200可采用传统具有检测所述转子当前角度的转子检测设备。

可以理解,所述第一控制电路300的电路结构不做限制,只要具有将所述六相电流进行clark变换得到第一坐标系电流和第二坐标系电流的功能即可。在一个实施例中,所述第一控制电路300可以包括clark变换(6s/2s)模块、park变换模块和PI控制器。具体的,该clark变换(6s/2s)模块可将所述六相电流转换到两个静止坐标系α-β和α1-β1坐标系,并将静止坐标系α-β的坐标系电流iα和iβ(即所述第一坐标系电流)和静止坐标系α1-β1的坐标系电流i'α和i′β(即所述第二坐标系电流)分别输出至所述谐波抑制电路400和park变换模块。

该park变换模块根据所述转子检测装置200检测的所述转子当前角度将静止坐标系α-β的坐标系电流进行αβ/dq变换,得到第一dq坐标系电流。然后通过PI控制器将该第一dq坐标系电流进行电流控制,并输出调制后的第一dq坐标系电压(Vd、Vq)至所述谐波抑制电路400。同样的,通过park变换模块根据所述转子当前角度将静止坐标系α1-β1的坐标系电流进行α'β'/d'q'变换,得到第二dq坐标系电流。然后通过PI控制器将该第二dq坐标系电流进行电流控制,并输出调制后的第二dq坐标系电压(Vd'、Vq')至所述谐波抑制电路400。

在一个实施例中,所述谐波抑制电路400接收iα、iβ、i'α和i'β之后,将其进行电流变换,具体电流变换可采用如下公式:

坐标系电流iα、iβ、i'α和i'β经过上述公式变换后得到Z1、Z2空间的x、y分量。然后将该x、y分量分别进行交流转直流变换后可得到所述第一直流电流和所述第二直流电流。

在一个实施例中,所述谐波抑制电路400基于所述第一直流电流、所述第二直流电流、所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压输出第一坐标系电压和第二坐标系电压是指:所述谐波抑制电路400可根据所述转子当前角度将所述第一直流电流、所述第二直流电流分别进行滤波处理,并输出第一电压和第二电压。

所述谐波抑制电路400根据所述转子当前角度将所述第一电压分别与所述第一dq坐标系电压中的q坐标电压和所述第二dq坐标系电压中的q坐标电压进行数据处理(做差或做和),并输出所述第一坐标系电压中的第一坐标电压和所述第二坐标系电压中的第一坐标电压。所述谐波抑制电路400还可根据所述转子当前角度将所述第二电压分别与所述第一dq坐标系电压中的d坐标电压和所述第二dq坐标系电压中的d坐标电压进行数据处理(做差或做和),并输出所述第一坐标系电压中的第二坐标电压和所述第二坐标系电压中的第二坐标电压。由此所述谐波抑制电路400输出第一坐标系电压和第二坐标系电压至所述第二控制电路500。

在一个实施例中,所述第二控制电路500可以是PWM控制模块。具体的,该PWM控制模块可分别将所述第一坐标系电压进行ipark变换(dq/αβ)、所述第二坐标系电压进行ipark变换(d'q'/α'β'),然后将变换后的所述第一坐标系电压和所述第二坐标系电压转换为PWM信号,基于该PWM信号调整所述六相电机101输入端的所述六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

本实施例中,所述第一控制电路300通过所述电流检测电路100采集六相电机101输入端的六相电流,并将该六相电流依次进行clark变换、基于所述转子检测装置200检测的所述六相电机101中转子当前角度进行park变换和数据处理后,输出第一dq坐标系电压和第二dq坐标系电压;同时通过谐波抑制电路400根据所述转子当前角度将clark变换后得到的第一坐标系电流和所述第二坐标系电流进行数据处理后,并根据所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压输出第一坐标系电压和第二坐标系电压至第二控制电路500。通过第二控制电路500将二者分别进行ipark变换,并根据ipark变换后的所述第一坐标系电压和第二坐标系电压调整所述六相电机101输入端的所述六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

请参见图2,在一个实施例中,所述谐波抑制电路400包括:第一处理单元410。所述第一处理单元410分别与所述电流检测电路100和所述转子检测装置200电连接。所述第一处理单元410用于将所述第一坐标系电流中的第一坐标电流与所述第二坐标系电流中的第一坐标电流做差得到第一分量电流,并根据所述转子当前角度将所述第一分量电流进行电流转换并输出所述第一直流电流。所述第一处理单元410还用于将所述第一坐标系电流中的第二坐标电流与所述第二坐标系电流中的第二坐标电流做差得到第二分量电流,并根据所述转子当前角度将所述第二分量电流进行电流转换并输出所述第二直流电流。

在一个实施例中,所述第一处理单元410可包括VSD变换单元和变换矩阵。其中,通过该VSD变换单元可分别将第一坐标系电流中的第一坐标电流与所述第二坐标系电流中的第一坐标电流做差得到第一分量电流、将所述第一坐标系电流中的第二坐标电流与所述第二坐标系电流中的第二坐标电流做差得到第二分量电流。其中,VSD变换单元的电流变换可采用上述电流变换公式,此处不再赘述。在一个实施例中,所述第一分量电流和所述第二分量电流均为交流电流。可通过变换矩阵将该所述第一分量电流和所述第二分量电流转换为所述第一直流电流和所述第二直流电流。具体的,变换矩阵如下所示:

Figure BDA0002550858360000111

采用上述变换矩阵可将所述第一分量电流转换为所述第一直流电流、将所述第二分量电流转换为所述第二直流电流。

在一个实施例中,所述谐波抑制电路400还包括:自适应控制单元420。所述自适应控制单元420分别与所述第一处理单元410和所述转子检测装置200电连接。所述自适应控制单元420用于根据所述转子当前角度将所述第一直流电流转换为第一电压,并将所述第一电压分别与所述第一dq坐标系电压中的q坐标电压和所述第二dq坐标系电压中的q坐标电压进行数据处理,并输出所述第一坐标系电压中的第一坐标电压和所述第二坐标系电压中的第一坐标电压。所述自适应控制单元420还用于根据所述转子当前角度将所述第二直流电流转换为第二电压,并将所述第二电压分别与所述第一dq坐标系电压中的d坐标电压和所述第二dq坐标系电压中的d坐标电压进行数据处理,并输出所述第一坐标系电压中的第二坐标电压和所述第二坐标系电压中的第二坐标电压。

在一个实施例中,所述自适应控制单元420可为自适应陷波器。该自适应陷波器需要滤除的噪声成分相对单一,即噪声信号具有很强的规律性。所以可选取噪声信号作为参考信号d(n),使陷波器的输出y(n)足够逼近d(n),从而相当于将噪声信号提取出来。自适应陷波器的具体结构可如图3所示:包括陷波频率计算单元、正余弦信号发生单元、变参数滤波器单元和LMS自适应算法单元。

其中,陷波频率计算单元根据所述六相电机101当前的电机转速,实时计算相电流基波6次谐波的频率,具体公式如下:

{f}Hz={n}r/min·p/60·6=0.1·p·{n}r/min|

正余弦信号发生单元根据陷波频率计算单元获得的陷波频率f,生成正弦信号sin(2πft)和余弦信号cos(2πft)。

变参数滤波器单元可由二阶权值矩阵组成,正余弦信号的加权和为滤波器单元的输出值y(n)。该结构中隐含的参考信号实际上就是谐波电流信号假设谐波信号,为谐波信号初始相位,由此根据三角函数的运算关系:

ε=A sin(2πft+θ0)=A cosθ0·sin(2πft)+A sinθ0·cos(2πft);

则ω1(k)和ω2(k)的收敛值,即最优权值为:

ωopt=[ω1,opt(k),ω2,opt(k)]=[A cosθ0,A sinθ0];

权值矩阵根据LMS自适应算法不断修正正余弦项的权值,使误差信号的均方误差最小,此时滤波器的输出y(n)与电流谐波分量足够逼近。

LMS自适应算法单元根据输入的误差信好和正余弦发生器输出值进行迭代运算,保证各项权值向最优解收敛。陷波器具体算法如下:

采用上述所述自适应控制单元420,可实现高次谐波的有效跟踪,从而可有效地抑制相电流不平衡现象。

在一个实施例中,所述第一控制电路300包括:电流变换单元310、第一坐标转换单元320、第二坐标转换单元330以及处理单元340。所述电流变换单元310分别与所述电流检测电路100和所述谐波抑制电路400电连接。所述电流变换单元310用于将所述六相电流进行clark变换并输出所述第一坐标系电流和所述第二坐标系电流。所述第一坐标转换单元320分别与所述电流变换单元310和所述转子检测装置200电连接。所述第一坐标转换单元320用于根据所述转子当前角度将所述第一坐标系电流进行park变换并输出第一dq坐标系电流。

所述第二坐标转换单元330分别与所述电流变换单元310和所述转子检测装置200电连接。所述第二坐标转换单元330用于根据所述转子当前角度将所述第二坐标系电流进行park变换并输出第二dq坐标系电流。所述处理单元340分别与所述第一坐标转换单元320、所述第二坐标转换单元330和所述谐波抑制电路400电连接。所述处理单元340用于将所述第一dq坐标系电流进行数据处理并输出所述第一dq坐标系电压至所述谐波抑制电路400。所述处理单元340还用于将所述第二dq坐标系电流进行数据处理并输出所述第二dq坐标系电压至所述谐波抑制电路400。

在一个实施例中,所述电流变换单元310可以是clark变换(6s/2s)模块。该clark变换(6s/2s)模块可将所述六相电流转换到两个静止坐标系α-β和α1-β1坐标系,并将静止坐标系α-β的坐标系电流iα和iβ(即所述第一坐标系电流)和静止坐标系α1-β1的坐标系电流i'α和i'β(即所述第二坐标系电流)输出。

在一个实施例中,所述第一坐标转换单元320可以为park变换模块。通过该第一坐标转换单元320根据所述转子检测装置200检测的所述转子当前角度将静止坐标系α-β的坐标系电流进行αβ/dq变换,得到第一dq坐标系电流。在一个实施例中,所述第二坐标转换单元330也可以为park变换模块。通过该第二坐标转换单元330根据所述转子当前角度将静止坐标系α1-β1的坐标系电流进行α'β'/d'q'变换,得到第二dq坐标系电流。

在一个实施例中,所述处理单元340可以是PI控制器。通过该PI控制器将所述第一dq坐标系电流和第一预设坐标系电流做差得到第一差值坐标系电流,并将所述第一差值坐标系电流经过电流/电压转换后输出所述第一dq坐标系电压至所述谐波抑制电路400。同样的,该PI控制器还可将所述第二dq坐标系电流和第二预设坐标系电流做差得到第二差值坐标系电流,并将所述第二差值坐标系电流经过电流/电压转换后输出所述第二dq坐标系电压至所述谐波抑制电路400。其中,所述第一预设基准坐标系电流和所述第二预设基准坐标系电流可以相同,也可以不同。

由此,通过所述电流变换单元310、所述第一坐标转换单元320、所述第二坐标转换单元330以及所述处理单元340配合,可实现输出所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压至所述谐波抑制电路400,便于后续处理。

在一个实施例中,所述第二控制电路500包括:第三坐标转换单元510、第四坐标转换单元520以及SVPWM单元530。所述第三坐标转换单元510与所述谐波抑制电路400电连接。所述第三坐标转换单元510用于将所述第一坐标系电压进行ipark变换并输出第一坐标系调制电压。所述第四坐标转换单元520与所述谐波抑制电路400电连接。所述第四坐标转换单元520用于将所述第二坐标系电压进行ipark变换并输出第二坐标系调制电压。所述SVPWM单元530分别与所述第三坐标转换单元510和所述第四坐标转换单元520电连接。所述SVPWM单元530用于根据所述第一坐标系调制电压和所述第二坐标系调制电压输出控制信号,以调整所述六相电机101输入端的所述六相电流。

在一个实施例中,所述第三坐标转换单元510可以是ipark变换单元。通过该ipark变换单元将所述第一坐标系电压进行ipark变换(dq/αβ)并输出第一坐标系调制电压至所述SVPWM单元530。在一个实施例中,所述第四坐标转换单元520也可以是ipark变换单元。通过该ipark变换单元将所述第二坐标系电压进行ipark变换(d'q'/α'β')并输出第二坐标系调制电压至所述SVPWM单元530。在所述SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空间矢量脉宽调制)单元530接收到所述第一坐标系调制电压和所述第二坐标系调制电压后,可将所述第一坐标系调制电压和所述第二坐标系调制电压转化为PWM信号,基于该PWM信号调整所述六相电机101输入端的所述六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

在一个实施例中,所述的基于双d-q轴的六相PMSM控制装置10还包括:逆变器电路600。所述逆变器电路600的第一输入端与所述第二控制电路500电连接。所述逆变器电路600的第二输入端用于与电源601电连接。所述逆变器电路600的输出端用于与所述电流检测电路100和所述六相电机101共接。所述第二控制电路500通过所述逆变器电路600调整所述六相电机101输入端的所述六相电流。在一个上实施例中,所述电源601可为蓄电池。

在一个实施例中,所述逆变器电路600可以为六相逆变器。所述电源601的输出电压经过该六相逆变器处理后提供至所述六相电机101,以使所述六相电机101工作。在一个实施例中,所述第二控制电路500可输出PWM信号至该六相逆变器,该六相逆变器将PWM信号转换成正弦波电流信号,并根据正弦波电流信号调整所述六相电机101输入端的所述六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

在一个实施例中,所述的基于双d-q轴的六相PMSM控制装置10还包括:滤波电路700。所述滤波电路700的输入端与所述逆变器电路600的输出端电连接。所述滤波电路700的输出端用于与所述六相电机101的输入端电连接。

在一个实施例中,所述滤波电路700的具体电路结构可如图4所示,当所述滤波电路700接收所述逆变器电路600输出的正弦波电流信号时,将该正弦波电流信号经过滤波处理后输出至所述六相电机101的输入端,从而消除正弦波电流信号的干扰,提高信号强度。

请参见图5,本申请另一实施例提供一种六相PMSM系统20,包括:六相电机101以及上述任一项实施例所述的基于双d-q轴的六相PMSM控制装置10。所述基于双d-q轴的六相PMSM控制装置用于调整所述六相电机101输入端的所述六相电流。本实施例所述的六相PMSM系统20,通过所述电流检测电路100采集六相电机101输入端的六相电流,并与所述转子检测装置200、所述第一控制电路300、所述谐波抑制电路400以及所述第二控制电路500配合,可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

综上所述,本申请通过所述第一控制电路300基于所述电流检测电路100采集六相电机101输入端的六相电流,并将该六相电流依次进行clark变换、基于所述转子检测装置200检测的所述六相电机101中转子当前角度进行park变换和数据处理后,输出第一dq坐标系电压和第二dq坐标系电压;同时通过谐波抑制电路400根据所述转子当前角度将clark变换后得到的第一坐标系电流和所述第二坐标系电流进行数据处理后,并根据所述第一dq坐标系电压和所述第二dq坐标系电压输出第一坐标系电压和第二坐标系电压至第二控制电路500。通过第二控制电路500将二者分别进行ipark变换,并根据ipark变换后的所述第一坐标系电压和第二坐标系电压调整所述六相电机101输入端的所述六相电流,从而可有效地抑制相电流不平衡现象和减少谐波,提高六相PMSM效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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