CN101902185B - 控制两个交流(ac)电机的操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制两个交流(AC)电机的操作的方法、系统和设备。提供了一种用于通过五相PWM逆变器模块控制两个交流(AC)电机的系统。系统包括第一控制回路，第二控制回路和电流指令调整模块。电流指令调整模块与第一控制回路和第二控制回路联合运行，以连续地调整电流指令信号，所述电流指令信号控制第一AC电机和第二AC电机，使第一AC电机和第二AC电机共享它们可利用的输入电压，而不危及任一电机的目标机械输出功率。以此方式，即使当电机的任一个可利用的相电压降低时，此电机也输出其目标机械输出功率。

Description

控制两个交流(AC)电机的操作系统

关于联邦资助的研究或开发的陈述 

美国政府具有对本发明的已缴付的许可和在有限情况下要求专利所有人许可他人的权力，这在通过由美国能源部授予的合同DE-FC26-07NT43123号所提供的合理条款中。 

技术领域

本发明总的涉及混合动力和电动交通工具动力系统，且更特定地涉及作为混合动力和电动交通工具动力系统的部分的且通过单个的五相PWM逆变器模块控制的两个AC电机的运行控制。 

背景技术

混合动力和电动交通工具(HEV)典型地包括由带有例如存储电池的直流(DC)电源的功率逆变器驱动的交流(AC)电动马达。AC电动马达的马达绕组可联接到执行迅速切换功能以将DC电转换为AC电的(一个或多个)功率逆变器模块，所述AC电驱动AC电动马达，而所述AC电动马达又驱动HEV传动系的轴。传动的HEV实施了两个三相脉宽调制(PWM)逆变器模块和两个三相AC电机(例如，AC马达)，所述三相AC电机的每个由其所联接到的三相PMW逆变器模块的相应的一个驱动。

近来，研究者已研究了将两个三相脉宽调制逆变器模块替换为一个五相PWM逆变器模块以同时驱动两个三相AC电机的可能性。另外，研究者也已研究了使用单独的一个五相PWM逆变器驱动联接到第二五相AC电机的第一五相AC电机的可能性。这样的研究的一个例子在 

等人的2008年5月27日的名为“Features of two Multi-Motor DriveSchemes Supplied from Five-Phase/Five-Leg Voltage Source Inverters”的公布中描述，在此通过引用将其完整合并。 

虽然在HEV中使用这样的逆变器和马达构造的可能性正在被研究，但在这些逆变器和马达构造可实际应用前许多工作仍需进行。仍需解决的一个问题是如何维持每个电机的要求的输出机械功率，同时 满足电压共享的约束。 

因此，希望提供由单独的五相PWM逆变器模块控制的两个AC电机的运行控制的方法、系统和设备，以允许带有电压约束，即场弱化区域的恒定的输出功率。也希望提供增加用于驱动两个AC电机的电压的方法、系统和设备。此外，本发明的其他希望的特点和特征将从随后的详细描述和附带的权利要求中结合附图和前述技术领域和背景技术部分而显而易见。 

发明内容

本发明的实施例涉及通过单个的五相PWM逆变器模块控制的两个AC交流电机的运行控制的设备。 

根据一个实施例，提供通过五相PWM逆变器模块控制两个交流(AC)电机的系统。系统包括第一控制回路，第二控制回路和电流指令调整模块。 

第一控制回路设计为将第一转矩指令信号、轴的第一速度和DC输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号，且第二控制回路设计为将第二转矩指令信号、轴的第二速度和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号。 

电流指令调整模块接收调制指标基准信号、来自第一控制回路的第一调制指标和来自第二控制回路的第二调制指标，且将第一调制指标加到第二调制指标以生成调制指标反馈信号输入，且然后将调制指标反馈信号输入从调制指标基准信号输入中减去，以生成调制指标误差信号。 

电流指令调整模块也生成第一调整d轴电流指令信号，第一调整q轴电流指令信号，第二调整d轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号。第一控制回路将第一d轴电流指令信号加到第一调整d轴电流指令信号以生成第一新d轴电流指令信号，且将第一q轴电流指令信号加到第一调整q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号，且第二控制回路将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号，且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号。 

电流指令调整模块与第一控制回路和第二控制回路联合运行以 连续地调整第一新d轴电流指令信号、第一新q轴电流指令信号、第二新d轴电流指令信号和第二新q轴电流指令信号，以调整控制第一AC电机和第二AC电机的电流，使得第一AC电机和第二AC电机共享它们可利用的输入电压而不损害任一个电机的机械输出功率。以此方式，即使当电机的任一个可利用的相电压降低时，此电机也输出其目标机械输出功率。 

本发明提供以下技术方案： 

方案1.一种用于通过五相PWM逆变器模块控制两个交流(AC)电机的系统，所述系统包括：第一控制回路，所述第一控制回路设计为将第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号；第二控制回路，所述第二控制回路设计为将第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号；和电流指令调整模块，所述电流指令调整模块联接到第一控制回路和第二控制回路，且设计为生成第一调整d轴电流指令信号，第一调整q轴电流指令信号，第二调整d轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号， 

其中第一控制回路进一步设计为将第一d轴电流指令信号加到所述调整d轴电流指令信号以生成第一新d轴电流指令信号，且将第一q轴电流指令信号加到第一调整q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号，和 

其中第二控制回路进一步设计为：将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号，且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号。 

方案2.根据方案1所述的系统，其中电流指令调整模块进一步设计为接收：调制指标基准信号，来自第一控制回路的第一调制指标和来自第二控制回路的第二调制指标，且电流指令调整模块进一步设计为：将第一调制指标加到第二调制指标以生成调制指标反馈信号输入；且从调制指标基准信号输入中减去调制指标反馈信号输入，以生成调制指标误差信号。 

方案3.根据方案2所述的系统，其中电流指令调整模块进一步包 括：电压控制器，所述电压控制器设计为：接收调制指标误差信号；且基于调制指标误差信号生成第一输出指令信号；负值限制器模块，所述负值限制器模块设计为接收第一输出指令信号且将第一输出指令信号限制在负值和零之间，以在第一输出指令信号小于或等于零时基于第一输出指令信号生成第一调整d轴电流指令信号；和电流调整计算模块，所述电流调整计算模块设计为：接收第一调整d轴电流指令信号，第一转矩指令信号，第二转矩指令信号，第一新d轴电流指令信号和第二新d轴电流指令信号；且生成输出，所述输出包括：第一调整d轴电流指令信号，第二调整d轴电流指令信号，第一调整q轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号。 

方案4.根据方案3所述的系统，其中电流调整计算模块进一步包括：第一电流调整计算子模块，所述第一电流调整计算子模块设计为：接收第一调整d轴电流指令信号，第一转矩指令信号和第一新d轴电流指令信号；和基于调整d轴电流指令信号，第一转矩指令信号和第一新d轴电流指令信号生成第一调整q轴电流指令信号。 

方案5.根据方案4所述的系统，其中电流调整计算模块进一步包括：比例模块，所述比例模块设计为：接收第一调整d轴电流指令信号，且生成第二调整d轴电流指令信号；和 

第二电流调整计算子模块，所述第二电流调整计算子模块联接到比例模块且设计为：接收第二调整d轴电流指令信号，第二转矩指令信号和第二新d轴电流指令信号；且基于第二调整d轴电流指令信号，第二转矩指令信号和第二新d轴电流指令信号生成第二调整q轴电流指令信号。 

方案6.根据方案3所述的系统，其中两个AC电机包括：第一三相AC电机和第二三相AC电机，且第一控制回路包括： 

第一转矩到电流映射模块，所述第一转矩到电流映射模块设计为：接收第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压，且将第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号； 

第一加和节点，所述第一加和节点设计为：接收第一d轴电流指令信号和所述调整d轴电流指令信号；且将第一d轴电流指令信号加到所述调整d轴电流指令信号，以修改第一d轴电流指令信号以生成第一 新d轴电流指令信号； 

第二加和节点，所述第二加和节点设计为：接收第一q轴电流指令信号和第一调整q轴电流指令信号；且将第一q轴电流指令信号加到第一调整q轴电流指令信号以修改第一q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号； 

第一静止到同步转换模块，所述第一静止到同步转换模块设计为：接收作为从第一三相AC电机测量到的相电流的第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，以及第一轴位置输出(θ_r1)；和 

基于第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流和第一轴位置输出(θ_r1)生成第一反馈d轴电流信号和第一反馈q轴电流信号； 

第三加和节点，所述第三加和节点设计为：接收第一新d轴电流指令信号和第一反馈d轴电流信号；且从第一新d轴电流指令信号中减去第一反馈d轴电流信号，以生成第一误差d轴电流信号；和 

第四加和节点，所述第四加和节点设计为：接收第一新q轴电流指令信号和第一反馈q轴电流信号；且将第一反馈q轴电流信号从第一新q轴电流指令信号中减去，以生成第一误差q轴电流信号。 

方案7.根据方案6所述的系统，其中第一控制回路进一步包括： 

第一电流控制器模块，所述第一电流控制器模块设计为：接收第一误差d轴电流信号和第一误差q轴电流信号；且生成第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号； 

第一调制指标计算模块，所述第一调制指标计算模块设计为：接收第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；且生成第一调制指标；和 

第一同步到静止转换模块，所述第一同步到静止转换模块设计为：接收第一d轴电压指令信号，第一q轴电压指令信号和第一轴位置输出(θ_r1)；且生成第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令。 

方案8.根据方案7所述的系统，其中第二控制回路进一步包括： 

第二转矩到电流映射模块，所述第二转矩到电流映射模块设计为：接收第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压；且 将第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号； 

第五加和节点，所述第五加和节点设计为：接收第二d轴电流指令信号和第二调整d轴电流指令信号，且将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以修改第二d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号； 

第六加和节点，所述第六加和节点设计为：接收第二q轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号；且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以修改第二q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号；和 

第二静止到同步转换模块，所述第二静止到同步转换模块设计为： 

接收作为从第二三相AC电机测量到的相电流的第四合成定子电流，第五合成定子电流和第六合成定子电流，以及第二轴位置输出(θ_r2)；和 

基于作为从第二三相AC电机测量到的相电流的第四合成定子电流，第五合成定子电流，第六合成定子电流、以及第二轴位置输出(θ_r2)，生成第二反馈d轴电流信号和第二反馈q轴电流信号； 

第七加和节点，所述第七加和节点设计为：接收第二新d轴电流指令信号和第二反馈d轴电流信号；且将第二反馈d轴电流信号从第二新d轴电流指令信号中减去，以生成第二误差d轴电流信号；和 

第八加和节点，所述第八加和节点设计为：接收第二新q轴电流指令信号和第二反馈q轴电流信号；且将第二反馈q轴电流信号从第二新q轴电流指令信号中减去，以生成第二误差q轴电流信号。 

方案9.根据方案8所述的系统，其中第二控制回路进一步包括： 

第二电流控制器模块，所述第二电流控制器模块设计为：接收第二误差d轴电流信号和第二误差q轴电流信号；且生成第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号； 

第二调制指标计算模块，所述第二调制指标计算模块设计为：接收第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；且生成第二调制指标；和 

第二同步到静止转换模块，所述第二同步到静止转换模块设计 为：接收第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；且生成第四正弦电压指令，第五正弦电压指令和第六正弦电压指令。 

方案10.根据方案1所述的系统，系统进一步包括： 

空间向量(SV)PWM模块，所述空间向量(SV)PWM模块联接到第一控制回路和第二控制回路且设计为接收第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令，第四正弦电压指令，第五正弦电压指令和第六正弦电压指令；且生成第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号； 

其中五相PWM逆变器模块联接到SVPWM模块且设计为接收第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号， 

其中五相PWM逆变器模块包括：基于第一至第五切换向量信号，输出第一正弦电压的第一逆变器极，输出第二正弦电压的第二逆变器极，输出第三正弦电压的第三逆变器极，输出第四正弦电压的第四逆变器极和输出第五正弦电压的第五逆变器极， 

其中第一三相AC电机通过第一逆变器极，第二逆变器极和第三逆变器极联接到五相PWM逆变器模块，且设计为基于第一正弦电压，第二正弦电压和第三正弦电压生成第一机械功率和第一轴位置输出(θ_r1)； 

其中第二三相AC电机通过第三逆变器极，第四逆变器极和第五逆变器极联接到五相PWM逆变器模块，且设计为基于第三正弦电压，第四正弦电压和第五正弦电压生成第二机械功率和第二轴位置输出(θ_r2)；和 

第一轴，所述第一轴联接到第一三相AC电机的第一机械功率输出且由其驱动，和第二轴，所述第二轴联接到第二三相AC电机的第二机械功率输出且由其驱动。 

方案11.根据方案10所述的系统，其中电流指令调整模块设计为与第一控制回路和第二控制回路联合运行，连续调整第一新d轴电流指令信号，第一新q轴电流指令信号，第二新d轴电流指令信号和第二新q轴电流指令信号，以调整第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，第四合成定子电流，第五合成定子电流和第六合成定子电流，所述合成定子电流控制第一三相AC电机和第二三相AC 电机，以使第一三相AC电机和第二三相AC电机满足其相应的目标输出机械功率而不超过从第一三相AC电机和第二三相AC电机中五相PWM逆变器模块可获得的最大输出相正弦电压。 

方案12.根据方案11所述的系统，其中当从五相PWM逆变器模块可获得的输出到第一三相AC电机的最大输出相正弦电压降低时第一三相AC电机输出第一目标机械输出功率，且其中当从五相PWM逆变器模块可获得的输出到第二三相AC电机的最大输出相正弦电压降低时第二三相AC电机输出第二目标机械输出功率。 

方案13.根据方案3所述的系统，进一步包括： 

静止到同步转换模块，所述静止到同步转换模块设计为：接收第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，第四合成定子电流，第五合成定子电流，第一轴位置输出(θ_r1)和第二轴位置输出(θ_r2)，且设计为生成第一反馈d轴电流信号，第一反馈q轴电流信号，第二反馈d轴电流信号和第二反馈q轴电流信号；和 

同步到静止转换模块，所述同步到静止转换模块设计为：接收第一d轴电压指令信号，第一q轴电压指令信号，第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号，第一轴位置输出(θ_r1)和第二轴位置输出(θ_r2)；且生成第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令，第四正弦电压指令，和第五正弦电压指令。 

方案14.根据方案13所述的系统，其中两个AC电机包括：第一五相AC电机，所述第一五相AC电机联接到第二五相AC电机，且第一控制回路包括： 

第一转矩到电流映射模块，所述第一转矩到电流映射模块设计为：接收第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压，且将第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号； 

第一加和节点，所述第一加和节点设计为：接收第一d轴电流指令信号和所述调整d轴电流指令信号；且将第一d轴电流指令信号加到所述调整d轴电流指令信号以修改第一d轴电流指令信号以生成第一新d轴电流指令信号； 

第二加和节点，所述第二加和节点设计为：接收第一q轴电流指令信号和第一调整q轴电流指令信号；且将第一q轴电流指令信号加到 第一调整q轴电流指令信号以修改第一q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号； 

第三加和节点，所述第三加和节点设计为：接收第一新d轴电流指令信号和第一反馈d轴电流信号；且将第一反馈d轴电流信号从第一新d轴电流指令信号中减去，以生成第一误差d轴电流信号；和 

第四加和节点，所述第四加和节点设计为：接收第一新q轴电流指令信号和第一反馈q轴电流信号；且将第一反馈q轴电流信号从第一新q轴电流指令信号中减去，以生成第一误差q轴电流信号。 

方案15.根据方案14所述的系统，其中第一控制回路进一步包括： 

第一电流控制器模块，所述第一电流控制器模块设计为：接收第一误差d轴电流信号和第一误差q轴电流信号；且生成第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；和 

第一调制指标计算模块，所述第一调制指标计算模块设计为：接收第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；且生成第一调制指标。 

方案16.根据方案15所述的系统，其中第二控制回路进一步包括： 

第二转矩到电流映射模块，所述第二转矩到电流映射模块设计为：接收第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压；且将第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号； 

第五加和节点，所述第五加和节点设计为：接收第二d轴电流指令信号和第二调整d轴电流指令信号，且将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以修改第二d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号； 

第六加和节点，所述第六加和节点设计为：接收第二q轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号；且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以修改第二q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号；和 

第七加和节点，所述第七加和节点设计为：接收第二新d轴电流指令信号和第二反馈d轴电流信号；且将第二反馈d轴电流信号从第二新d轴电流指令信号中减去，以生成第二误差d轴电流信号；和 

第八加和节点，所述第八加和节点设计为：接收第二新q轴电流 指令信号和第二反馈q轴电流信号；且将第二反馈q轴电流信号从第二新q轴电流指令信号中减去，以生成第二误差q轴电流信号。 

方案17.根据方案16所述的系统，其中第二控制回路进一步包括： 

第二电流控制器模块，所述第二电流控制器模块设计为：接收第二误差d轴电流信号和第二误差q轴电流信号；且生成第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；和 

第二调制指标计算模块，所述第二调制指标计算模块设计为：接收第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；且生成第二调制指标。 

方案18.根据方案17所述的系统，系统进一步包括： 

空间向量(SV)PWM模块，所述空间向量(SV)PWM模块通过同步到静止转换模块联接到第一控制回路和第二控制回路，并联接到五相PWM逆变器模块，所述SVPWM模块设计为接收第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令，第四正弦电压指令和第五正弦电压指令；且生成第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号； 

其中五相PWM逆变器模块联接到SVPWM模块且设计为接收第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号， 

其中五相PWM逆变器模块包括：输出第一相正弦电压的第一逆变器极，输出第二相正弦电压的第二逆变器极，输出第三相正弦电压的第三逆变器极，输出第四相正弦电压的第四逆变器极和输出第五相正弦电压的第五逆变器极， 

其中第一五相AC电机通过第一逆变器极，第二逆变器极和第三逆变器极，第四逆变器极和第五逆变器极联接到五相PWM逆变器模块，且设计为基于第一相正弦电压，第二相正弦电压，第三相正弦电压，第四相正弦电压和第五相正弦电压生成第一至第五电机电压并生成第一轴位置输出(θ_r1)； 

其中第二五相AC电机联接到第一五相AC电机，且设计为基于第一至第五电机电压生成机械功率并生成第二轴位置输出(θ_r2)；和 

轴，所述轴联接到第二五相AC电机的机械功率输出且由其驱动。 

方案19.根据方案18所述的系统，其中电流指令调整模块设计为 与第一控制回路和第二控制回路联合运行，以连续调整第一新d轴电流指令信号，第一新q轴电流指令信号，第二新d轴电流指令信号和第二新q轴电流指令信号，以调整第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，第四合成定子电流和第五合成定子电流，所述定子电流控制第一五相AC电机和第二五相AC电机，以使第一五相AC电机和第二五相AC电机满足其相应的目标输出机械功率而不超过从五相PWM逆变器模块可获得的最大输出相正弦电压。 

方案20.根据方案19所述的系统，其中当从五相PWM逆变器模块可获得的到第一五相AC电机的最大输出相正弦电压降低时，第一五相AC电机输出第一目标机械输出功率，且 

其中第二五相AC电机与第一五相AC电机串联连接，当从五相PWM逆变器模块可获得的通过第一五相AC电机到第二五相AC电机的最大输出相正弦电压降低时，第二五相AC电机输出第二目标机械输出功率。 

附图说明

本发明将在下文中结合如下附图描述，其中相同的附图标号意味着类似的元件，且各图为： 

图1A至图1D图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统100结构的方框图； 

图2A至图2C图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统200结构的方框图； 

图3A至图3D图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统300结构的方框图；和 

图4A至图4C图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统400结构的方框图。 

具体实施方式

如在此使用，词语“示范”意味着“作为例子，示例或图示”。如下的详细描述仅在本质上是示范性的，且不意图于限制本发明或其应用和使用。任何在此描述为“示范”的实施例不必理解为比其他实施例优选的或有利。在此具体实施方式中描述的所有实施例是示范实施例，它们提供为使得本领域一般技术人员能完成或使用本发明，且不限制本发明的范围，所述范围由附带的权利要求限定。此外，不意图于限制于在前述技术领域、背景技术、发明内容中或在如下的具体实施方式中明确地或隐含地给出的任何原理。 

在描述根据本发明的详细实施例前，应注意到实施例主要在于涉及通过一个单独的五相PWM逆变器模块控制的两个AC电机的运行控制的方法步骤和设备部件的组合。将认识到的是在此描述的本发明的实施例可使用硬件、软件或其组合实施。在此描述的控制电路可包括可使用模拟和/或数字电路的组合、分立或集成的模拟或数字电子电路或其组合实施的多种部件、模块、电路和其他逻辑电路。如在此所使用，术语“模块”涉及装置、电路和电气部件，和/或用于执行任务的基于软件的部件。在一些实施中，在此所描述的控制电路当实施此电路内的控制逻辑的部分或全部时，能够使用一个或多个特定用途集成电路(ASIC)、一个或多个微处理器和/或一个或多个基于数字信号处理器(DSP)的电路实施。将认识到的是，本发明的在此描述的实施例可包括一个或多个常规的处理器和控制一个或多个处理器的单独存储的程序指令以与特定的非处理器电路联合来执行在此所述的两个AC电机的运行控制功能的一些、大多数或全部。同样，这些功能可以解释为由单独的五相PWM逆变器模块控制的AC电机的运行控制的方法的步骤。替代地，一些或全部功能可通过不具有存储的程序指令的状态机实施，或实施在一个或多个特定用途集成电路(ASIC)内，其中每个功能或特定功能的一些组合实施为定制逻辑。当然，可使用两个解决方案的组合。因此，用于这些功能的方法和装置已在此描述。此外，期望的是本领域一般技术人员当在此处所描述的构思和原理的指导下将以最小的实验能够容易地生成这样的软件指令和程序和IC，尽管可能大量的工作和许多设计选择例如通过可利用时间、当前技术和经济性考虑而引起。 

概述 

本发明的实施例涉及由单独的五相PWM逆变器模块控制的两个AC电机的运行控制的方法和设备。所公开的方法和设备能够在其中必需控制混合动力/电动交通工具(HEV)内的由单独的五相PWM逆变器模块控制的两个AC电机运行的运行环境中实施。在现在将描述的示范的实施中，控制方法和技术将描述为应用于混合动力/电动交通工具(HEV)。然而，本领域一般技术人员将认识到相同或类似的方法和技术可应用于两个AC电机的运行控制所需的其他系统环境中。在此方面，在此公开任何构思可一般地应用于“交通工具”，且如在此所使用，术语“交通工具”广义地指具有AC马达的无生命的运输机构。这样的交通工具的例子包括例如大客车、轿车、卡车、运动型多功能车、篷式货车的汽车，非陆地行驶的交通工具，例如水面机械交通工具，包括船只、气垫船、帆船、船舶和船舰，水下机械交通工具，包括潜水艇，空中机械交通工具，包括航空器和航天器，轨道机械交通工具，例如列车、有轨电车、电车等。例外，术语“交通工具”不限制于例如汽油燃料或柴油燃料的任何特定的驱动技术。而是交通工具也包括混合动力交通工具，电池电动交通工具，氢交通工具和使用多种其他替代燃料的交通工具。 

示范实施 

图1A至图1D图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统100结构的方框图。在此实施例中，系统100能够用于通过连接到两个三相AC电机120的五相脉宽调制(PWM)逆变器模块110控制两个三相AC电机120，使得两个三相AC电机120共享从五相PWM逆变器模块110可获得的DC输入电压(Vdc)139，这通过调整控制两个三相AC电机120的电流指令进行。AC电机图示为永磁同步AC马达；然而，应理解的是图示的实施例仅是所公开的实施例能够应用的AC电机类型的一个非限制性例子，且所公开的实施例能够应用于任何类型的AC电机。在此，术语“AC电机”一般地涉及“将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的装置或设备”。AC电机可一般地分类为同步AC电机和异步AC电机。同步AC电机可包括永磁电机和磁阻电机。永磁电机包括表面安装永磁电机(SMPMM)和内部永磁电机(IPMM)。异步AC电机包括感应电机。虽然AC电机能够是AC马达(即，用于将其输入 处的AC电能转换以产生机械能或机械功率的设备)，但AC电机不限制于作为AC马达，而是也可包括AC发电机，所述AC发电机用于将其原动机处的机械能或机械功率转换为其输出处的AC电能或AC电功率。任何电机可作为AC马达或AC发电机。AC马达是由交流电(AC)驱动的电动马达。AC马达包括外侧静止的定子，所述定子具有被提供以交流电流以产生旋转磁场的线圈，且AC马达包括内侧转子，所述转子接附到被旋转磁场赋予转矩的输出轴。取决于所使用的转子的类型，AC马达可分类为同步马达或异步马达。同步AC马达严格地以供电频率或供电频率的约数旋转。转子上的磁场通过经由滑环提供的电流生成，或由永磁体生成。在AC电机是同步永磁AC马达的实施中，这应理解为包括内部永磁马达。作为对比，异步(或感应)AC马达以比供电频率略低的频率转动。此马达的转子上的磁场由感应电流产生。 

如在图1A中图示，系统100包括第一控制回路104，第二控制回路105，空间向量(SV)PWM模块108，五相PWM逆变器模块110，联接到五相PWM逆变器模块110的第一三相AC电机120-A，联接到五相PWM逆变器模块110的第二三相AC电机120-B，和联接到第一控制回路104和第二控制回路105的电流指令调整模块106。在一个非限制性实施中，三相AC电机能够是三相AC驱动的马达。 

空间向量(SV)调制联接到第一控制回路104和第二控制回路105，且用于控制脉宽调制(PWM)。一般地，SVPWM模块108接收电压指令信号103且生成切换向量信号109，所述切换向量信号109被SVPWM模块108提供到五相PWM逆变器模块110。特别地，SVPWM模块108接收第一正弦电压指令(Va_1)103-A1，第二正弦电压指令(Vb_1)103-A2，第三正弦电压指令(Vc_1)103-A3，第四正弦电压指令(Va_2)103-A4，第五正弦电压指令(Vb_2)103-A5，第六正弦电压指令(Vc_2)103-A6，且使用这些输入以生成第一切换向量信号(Sa)109-A，第二切换向量信号(Sb)109-B，第三切换向量信号(Sc)109-C，第四切换向量信号(Sd)109-D，第五切换向量信号(Se)109-E。实施在第一SVPWM模块108-A内的特定的SV调制算法可以是任何已知的SV调制算法。切换向量能够使用来自Dujic的文章(参考上文)中的等式(4)的调制信号生成，且将其与载波信号进行比较。 

五相PWM逆变器模块110联接到空间向量(SV)PWM模块108且使用切换向量信号109以在逆变器极111-115处生成正弦电压信号。在特定的实施例中，五相PWM逆变器模块110接收第一切换向量信号(Sa)109-A，第二切换向量信号(Sb)109-B，第三切换向量信号(Sc)109-C，第四切换向量信号(Sd)109-D和第五切换向量信号(Se)109-E。五相PWM逆变器模块110包括多个逆变器极，包括生成第一正弦电压(Va_*)的第一逆变器极111，生成第二正弦电压(Vb_*)的第二逆变器极112，生成第三正弦电压(Vc_*)的第三逆变器极113，生成第四正弦电压(Vd_*)的第四逆变器极114和生成第五正弦电压(Ve_*)的第五逆变器极115。 

第一三相AC电机120-A通过第一逆变器极111、第二逆变器极112和第三逆变器极113联接到五相PWM逆变器模块110。第一三相AC电机120-A基于第一正弦电压(Va_*)、第二正弦电压(Vb_*)和第三正弦电压(Vc_*)生成机械功率(转矩×速度)和第一轴位置输出(θ_r1)。在一个实施中，第一轴位置输出(θ_r1)可通过位置传感器(未图示)测量，所述位置传感器测量第一三相AC电机120-A的转子的角位置。 

第二三相AC电机120-B通过第三逆变器极113、第四逆变器极114和第五逆变器极115联接到五相PWM逆变器模块110。换言之，第二三相AC电机120-B和第一三相AC电机120-A共享第三逆变器极113。第二三相AC电机120-B基于第三正弦电压(Vc_*)、第四正弦电压(Vd_*)和第五正弦电压(Ve_*)生成机械功率(转矩×速度)和第二轴位置输出(θ_r2)。 

如将在下文中更详细解释，电流指令调整模块106分别从第一控制回路104和第二控制回路105接收d轴电流指令信号156和调制指标信号177-A、177-B，且接收转矩指令信号136A、136B和调制指标基准信号101，且基于这些信号生成调整d轴和调整q轴电流指令信号194、196至198。在描述电流指令调整模块106的运行之前，将描述第一控制回路104和第二控制回路105的运行。 

如在图1B中所图示，第一控制回路104包括第一静止到同步转换模块130-A，第一转矩到电流映射模块140-A，第二加和节点152-A，第三加和节点162-A，第四加和节点154-A，第五加和节点164-A，第 一电流控制器模块170-A，第一调制指标计算模块175-A，和第一同步到静止转换模块102-A。现在将描述第一控制回路104的运行。 

第一静止到同步转换模块130-A接收第一合成定子电流(Ias_1)122，第二合成定子电流(Ibs_1)123和第三合成定子电流(Ics_1)124，它们是来自马达120-A的测量的相电流，以及接收第一轴位置输出(θ_r1)121-A。第一静止到同步转换模块130-A可将这些定子电流122-124以及第一轴位置输出(θ_r1)121-A处理或转换，以生成第一反馈d轴电流信号(Ids_e_1)132-A和第一反馈q轴电流信号(Iqs_e_1)134-A。静止到同步转换的处理可使用本领域中已熟知的Clark和Park变换，且为简洁起见在此不详细对其描述。Clark和Park变换的一个实施在“Clarke & Park Transforms on the TMS320C2xx，”Application ReportLiterature Number：BPRA048，Texas Instruments，2007中描述，在此通过引用将其完整合并。 

第一转矩到电流映射模块140-A接收作为来自系统100的使用者的输入的第一转矩指令信号(Te*_1)136-A，基于第一轴位置输出(θ_r1)的导数计算的轴的第一速度(ω1)138-A和DC输入电压(Vdc)139作为输入。第一转矩到电流映射模块140-A使用这些输入将第一转矩指令信号(Te*_1)136-A映射到第一d轴电流指令信号(Ids_e*_1)142-A和第一q轴电流指令信号(Iqs_e*_1)144-A。映射可使用马达参数和如下等式计算。对于I_ph≤I_max使用 

且对于V_ph≤K·V_max使用V_ds＝r_s·I_ds-ω_e·L_q·I_qs，V_qs＝r_s·I_qs+ω_e·(L_d·I_ds+k_e)，其中 

且 

Ids和Iqs电流被计算为使得每安培转矩被最大化。 

当接收到第一d轴电流指令信号(Ids_e*_1)142-A和(来自电流指令调整模块106的)调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196时，第二加和节点152-A将第一d轴电流指令信号(Ids_e*_1)142-A加到调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196，以生成第一新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_1)156-A。当接收到第一新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_1)156-A和来自第一静止到同步转换模块130-A的第一反馈d轴电流信号(Ids_e_1)132-A时，第三加和节点162-A将第一反馈d轴电流信号(Ids_e_1)132-A从第一新d轴电流指令信号 (IdsNew_e*_1)156-A中减去，以生成第一误差d轴电流信号(Idserror_e_1)166-A。 

类似地，当接收到第一q轴电流指令信号(Iqs_e*_1)144-A和(来自电流指令调整模块106的)第一调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_1)197时，第四加和节点154A将第一q轴电流指令信号(Iqs_e*_1)144-A加到第一调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_1)197，以生成第一新q轴电流指令信号(IqsNew_e*_1)158-A。第五加和节点164-A然后接收第一新q轴电流指令信号(IqsNew_e*_1)158-A和来自第一静止到同步转换模块130-A的第一反馈q轴电流信号(Iqs_e_1)134-A，且将第一反馈q轴电流信号(Iqs_e_1)134-A从第一新q轴电流指令信号(IqsNew_e*_1)158-A减去，以生成第一误差q轴电流信号(Iqserror_e_1)168-A。 

第一电流控制器模块170-A接收第一误差d轴电流信号(Idserror_e_1)166-A和第一误差q轴电流信号(Iqserror_e_1)168-A，且使用这些信号以生成用于控制或调节电流的第一d轴电压指令信号(Vds_e*_1)172-A和第一q轴电压指令信号(Vqs_e*_1)174-A。电流到电压的转换过程可实施为比例积分(PI)控制器，所述比例积分(PI)控制器在现有技术中已熟知且为简洁起见不对其详细描述。 

第一调制指标计算模块175-A接收第一d轴电压指令信号(Vds_e*_1)172-A和第一q轴电压指令信号(Vqs_e*_1)174-A，且使用这些信号生成第一调制指标(Mod.Index1)177-A。如在此所使用“调制指标(MI)”可通过 

限定，其中 

且Vds和Vqs是由电流控制器170输出的第一d轴电压指令信号(Vds_e*_1)172-A和第一q轴电压指令信号(Vqs_e*_1)174-A。调制指标的范围从0至1。 

第一同步到静止转换模块102-A接收第一d轴电压指令信号(Vds_e*_1)172-A和第一q轴电压指令信号(Vqs_e*_1)174-A，且基于这些信号生成第一正弦电压指令(Va_1)103-A1，第二正弦电压指令(Vb_1)103-A2和第三正弦电压指令(Vc_1)103-A3。同步到静止转换的过程使用Clarke和Park逆变换进行，所述Clarke和Park逆变换在现有技术中已熟知且为简洁起见不对其详细描述。Clarke和Park 逆变换的一个实施在以上参考的文献“Clarke&Park Transforms on theTMS320C2xx”中描述。 

如在图1C中图示，第二控制回路105包括与第一控制回路104类似的方框或模块。第二控制回路105包括第二静止到同步转换模块130-B，第二转矩到电流映射模块140-B，第六加和节点152-B，第七加和节点162-B，第八加和节点154-B，第九加和节点164-B，第二电流控制器模块170-B，第二调制指标计算模块175-B，和第二同步到静止转换模块102-B。如现在将描述，第二控制回路105以类似于第一控制回路104的方式运行。 

第二静止到同步转换模块130-B接收第三合成定子电流(Ias_2)125，第四合成定子电流(Ibs_2)126，第五合成定子电流(Ics_2)127和第二轴位置输出(θ_r2)121-B，且基于这些定子电流125、126、127和第二轴位置输出(θ_r2)121-B生成第二反馈d轴电流信号(Ids_e_2)132-B和第二反馈q轴电流信号(Iqs_e_2)134-B。 

第二转矩到电流映射模块140-B接收作为来自系统100的使用者的输入的第二转矩指令信号(Te*_2)136-B，轴的第二速度(ω2)138-B和DC输入电压(Vdc)139。第二转矩到电流映射模块140-B将第二转矩指令信号(Te*_2)136-B、轴的第二速度(ω2)138-B和DC输入电压(Vdc)139映射到第二d轴电流指令信号(Ids_e*_2)142-B和第二q轴电流指令信号(Iqs_e*_2)144-B，如在上文中解释。 

第六加和节点152-B接收第二d轴电流指令信号(Ids_e*_2)142-B和(来自电流指令调整模块106的)第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194，且将第二d轴电流指令信号(Ids_e*_2)142-B加到第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194，以生成第二新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_2)156-B。 

第七加和节点162-B接收第二新的d轴电流指令信号(Ids New_e*_2)156-B和第二反馈d轴电流信号(Ids_e_2)132-B，并从第二新的d轴电流指令信号(Ids New_e*_2)156-B中减去第二反馈d轴电流信号(Ids_e_2)132-B以产生第二误差d轴电流信号(Idserror_e_1)166-B。 

第八加和节点154-B接收第二q轴电流指令信号(Iqs_e*_2)144-B和(从电流指令调整模块106的)第二调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_2)198，且将第二q轴电流指令信号(Iqs_e*_2)144-B 加到第二调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_2)198，以生成第二新q轴电流指令信号(IqsNew_e*_2)158-B。 

第九加和节点164-B接收第二新q轴电流指令信号(IqsNew_e*_2)158-B和第二反馈q轴电流信号(Iqs_e_2)134-B，且将第二反馈q轴电流信号(Iqs_e_2)134-B从第二新q轴电流指令信号(IqsNew_e*_2)158-B减去，以生成第二误差q轴电流信号(Iqserror_e_2)168-B。 

第二电流控制器模块170-B接收第二误差d轴电流信号(Idserror_e_2)166-B和第二误差q轴电流信号(Iqserror_e_2)168-B，且生成第二d轴电压指令信号(Vds_e*_2)172-B和第二q轴电压指令信号(Vqs_e*_2)174-B。第二调制指标计算模块175-B接收第二d轴电压指令信号(Vds_e*_2)172-B和第二q轴电压指令信号(Vqs_e*_2)174-B，且生成第二调制指标(Mod.Index2)177-B，如上文所描述。 

第二同步到静止转换模块102-B接收第二d轴电压指令信号(Vds_e*_2)172-B和第二q轴电压指令信号(Vqs_e*_2)174-B，且生成第四正弦电压指令(Va_2)103-A4，第五正弦电压指令(Vb_2)103-A5和第六正弦电压指令(Vc_2)103-A6。 

第一控制回路104和第二控制回路105分别共享SVPWM模块108。如上所述，SVPWM模块108从第一同步到静止转换模块102-A接收正弦电压指令(Va_1)103-A1，(Vb_1)103-A2，(Vc_1)103-A3，且也从第二同步到静止转换模块102-B接收正弦电压指令(Va_2)103-A4，(Vb_2)103-A5，(Vc_2)103-A6，且使用这些信号以生成切换向量信号(Sa)109-A，(Sb)109-B，(Sc)109-C，(Sd)109-D和(Se)109-E。 

五相PWM逆变器模块110接收DC输入电压(Vdc)139和切换向量信号109，且使用它们以生成交流(AC)波形111-115，所述交流(AC)波形111-115以基于DC输入电压(Vdc)139的变化的速度驱动第一三相AC电机120-A。虽然在图1中未图示，但系统100也可以包括联接到第一三相AC电机120-A轴和第二三相AC电机120-B轴且由其驱动的齿轮装置。 

现在将参考图1D描述电流指令调整模块106的运行。如在图1D中图示，电流指令调整模块106包括第一加和节点180，电压控制器185，负值限制器模块190和电流调整计算模块195。电流指令调整模块106 的运行如下。第一加和节点180接收调制指标基准信号输入101和调制指标反馈信号输入179，且将调制指标反馈信号输入179从调制指标基准信号输入101中减去，以生成调制指标误差信号181。电压控制器185接收调制指标误差信号181且基于调制指标误差信号181生成第一输出指令信号186。在一个实施中，处理调制指标误差信号181的电压控制器185能够是比例积分控制器(PI)。负值限制器模块190接收第一输出指令信号186且将第一输出指令信号186限制在负值和零之间。作为结果的第一输出指令信号186的限制值变成调整后的d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196。 

电流调整计算模块195接收第一转矩指令信号(Te*_1)136-A，第二转矩指令信号(Te*_2)136-B，第一新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_1)166-A和第二新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_2)166-B。当电流调整计算模块195接收调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196时(即，当其通过负值限制器模块190输出时)，电流调整计算模块195基于第一调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196生成第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194，基于第一调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196、第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194、第一转矩指令信号(Te*_1)136-A、第二转矩指令信号(Te*_2)136-B、第一新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_1)166-A和第二新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_2)166-B，生成第一调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_1)197和第二调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_2)198。 

在一个实施中，电流调整计算模块195可包括第一电流调整计算子模块199-A，第二电流调整计算子模块199-B和比例方框(K)199-C。电流调整计算子模块199-A，199-B计算q轴电流(Iq)对于d轴电流(Id)的导数[dIq/dId]。使用如下等式计算带有转矩常数的偏导数[dIq/dId]。对于I_ph≤I_max和V_ph≤K·V_max， 其中 

Ids和Iqs电流计算为使得，使用电机参数，每安培转矩被最大化，且存储在查询表内作为第一转矩指令信号(Te*_1)136-A和第一新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_1)156-A的函数。在一个示范实施中，第一电流调整计算子模块199-A接收第一调整d轴电流指令 信号(Ids_e*_Adj_1)196且将其与偏导数[dIq/dId]相乘，且使用它们以生成第一调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_1)197。比例方框(K)接收第一调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196且将其与K因数相乘，以获得第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194。第二电流调整计算子模块199-B可接收第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194，第二转矩指令信号(Te*_2)136-B和第二新d轴电流指令信号(IdsNew_e*_2)156-B，且使用它们以生成第二调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_2)198。第一调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_1)196，第一调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_1)197，第二调整q轴电流指令信号(Iqs_e*_Adj_2)198和第二调整d轴电流指令信号(Ids_e*_Adj_2)194用于修改原始电流指令信号(即，第一d轴电流指令信号(Ids_e*_1)142-A，第一q轴电流指令信号(Iqs_e*_1)144-A，第二d轴电流指令信号(Ids_e*_2)142-B和第二q轴电流指令信号(Iqs_e*_2)144-B)，以允许电机120-A，120-B输出给定的机械功率而带有更小的相电压(即，允许在两个电机之间共享可利用的电压，而不损失输出功率)。 

图2A至图2C图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统200结构的方框图。 

如在图2A中图示，此实施例与图1中图示的实施例不同在于系统200包括两个五相AC电机200-A、200-B作为两个三相AC电机120-A、120-B的替代。两个五相AC电机200-A、200-B相互联接，且五相PWM逆变器模块110联接到两个五相AC电机的一个200-A，而该五相AC电机又联接到两个五相AC电机的另一个200-B。系统200包括第一控制回路204和第二控制回路205。第一控制回路204和第二控制回路205都通过同步到静止方框203和SVPWM方框209联接到五相PWM逆变器模块110。 

五相PWM逆变器模块110联接到空间向量(SV)PWM模块209。五相PWM逆变器模块110接收第一切换向量信号(Sa)109-A，第二切换向量信号(Sb)109-B，第三切换向量信号(Sc)109-C，第四切换向量信号(Sd)109-D和第五切换向量信号(Se)109-E。五相PWM逆变器模块110包括：输出第一正弦电压(Va_*)的第一逆变器极111， 输出第二正弦电压(Vb_*)的第二逆变器极112，输出第三正弦电压(Vc_*)的第三逆变器极113，输出第四正弦电压(Vd_*)的第四逆变器极114和输出第五正弦电压(Ve_*)的第五逆变器极115。 

第一五相AC电机220-A通过第一逆变器极111、第二逆变器极112、第三逆变器极113、第四逆变器极114和第五逆变器极115联接到五相PWM逆变器模块110。第一五相AC电机220-A基于第一正弦电压(Va*)、第二正弦电压(Vb*)、第三正弦电压(Vc*)、第四正弦电压(Vd*)和第五正弦电压(Ve*)生成输出机械功率(转矩×速度)。另外，第一轴位置输出(θ_r1)121-A可从第一五相AC电机220-A测量到。第一五相AC电机220-A也包括：输出第一输出电压的第一输出链路(a1)222，输出第二输出电压的第二输出链路(b1)224，输出第三输出电压的第三输出链路(c1)225，输出第四输出电压的第四输出链路(d1)226和输出第五输出电压的第五输出链路(e1)227。每个输出链路(a1-e1)联接到第二五相AC电机220-B的马达绕组，使得第二五相AC电机220-B通过第一输出链路(a1)222、第二输出链路(b1)224、第三输出链路(c1)225、第四输出链路(d1)226和第五输出链路(e1)227联接到第一五相AC电机220-A。 

第二五相AC电机220-B基于输出链路222至227处的电压输出其自身的机械功率输出。链路(a2-e2)联接到一起以在第二五相AC电机220-B内形成星形连接。轴是每个电机的部分，电机功能是将电能转换为机械功率或反之。第二五相AC电机220-B输出第二轴位置输出(θ_r2)121-B。 

如在第一实施例中参考附图1B所述，第一控制回路204包括第一转矩到电流映射模块140-A，第二加和节点152-A，第三加和节点162-A，第四加和节点154-A，第五加和节点164-A，第一电流控制器模块170-A和第一调制指标计算模块175-A，如在图2B中所图示。类似地，如在图2C中所图示，第二控制回路205包括第二转矩到电流映射模块140-B，第六加和节点152-B，第七加和节点162-B，第八加和节点154-B，第九加和节点164-B，第二电流控制器模块170-B和第二调制指标计算模块175-B。这些节点和模块的每个的运行如参考图1所描述，且为简洁起见其运行描述将不在此重复。此外，电流指令调整模块106以与第一实施例(图1A-图1D)中相同的方式运行，且为简洁期 间，电流指令调整模块106的运行将不在此重复。 

图2A的实施例也与图1A中图示的实施例不同在于系统200的第一控制回路204和第二控制回路205共享静止到同步转换模块231和同步到静止转换模块203。现在将描述这些模块的运行。 

静止到同步转换模块231联接到五相PWM逆变器模块110，使得静止到同步转换模块231接收第一合成定子电流(I_as)122，第二合成定子电流(I_bs)123，第三合成定子电流(I_cs)124，第四合成定子电流(I_ds)126，第五合成定子电流(I_es)127，第一轴位置输出(θ_r1)121-A和第二轴位置输出(θ_r2)。静止到同步转换模块231设计为将这些定子电流122、123、124、126、127转换以生成电流反馈信号132-A、132-B、134-A、134-B。特别地，静止到同步转换模块231基于第一合成定子电流(I_as)122，第二合成定子电流(I_bs)123，第三合成定子电流(I_cs)124，第四合成定子电流(I_ds)126，第五合成定子电流(I_es)127，第一轴位置输出(θ_r1)121-A和第二轴位置输出(θ_r2)，使用如下的等式(1)至等式(3)，生成第一反馈d轴电流信号(Ids_e_1)132-A，第一反馈q轴电流信号(Iqs_e_1)134-A，第二反馈d轴电流信号(Ids_e_2)132-B和第二反馈q轴电流信号(Iqs_e_2)134-B。 

$T_5=\frac{2}{5}\left[\begin{array}{ccccc}1& \cos \mathrm{\α}& \cos 2\mathrm{\α}& \cos 2\mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\\ 0& \sin \mathrm{\α}& \sin 2\mathrm{\α}& -\sin 2\mathrm{\α}& -\sin \mathrm{\α}\\ 1& \cos 2\mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}& \cos 2\mathrm{\α}\\ 0& -\sin 2\mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}& -\sin \mathrm{\α}& \sin 2\mathrm{\α}\\ 1/\sqrt{2}& 1/\sqrt{2}& 1/\sqrt{2}& 1/\sqrt{2}& 1/\sqrt{2}\end{array}\right],$ 其中α＝2π/5(1) 

$R_5\left(\mathrm{\θ}\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_2\left({\mathrm{\θ}}_1\right)& 0& 0\\ 0& R_2\left({\mathrm{\θ}}_2\right)& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right],$ $\mathrm{where}{R}_2\left(\mathrm{\θ}\right)=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]---\left(2\right)$

I_dq＝R₅x T₅x I_abcde               (3) 

V_abcde＝R₅ ^-1xT₅ ^-1x V_dq           (4) 

同步到静止转换模块203接收第一d轴电压指令信号(Vds_e*_1) 172-A，第一q轴电压指令信号(Vqs_e*_1)174-A，第二d轴电压指令信号(Vds_e*_2)172-B，第二q轴电压指令信号(Vqs_e*_2)174-B，第一轴位置输出(θ_r1)121-A和第二轴位置输出(θ_r2)121-B。使用这些输入和以上的等式(1)、(2)和(4)，同步到静止转换模块203生成第一正弦电压指令(Va)103-A1，第二正弦电压指令(Vb)103-A2，第三正弦电压指令(Vc)103-A3，第四正弦电压指令(Vd)103-A4和第五正弦电压指令(Ve)103-A5。 

空间向量(SV)PWM模块209联接到同步到静止转换模块203，且接收第一正弦电压指令(Va)103-A1，第二正弦电压指令(Vb)103-A2，第三正弦电压指令(Vc)103-A3，第四正弦电压指令(Vd)103-A4和第五正弦电压指令(Ve)103-A5。基于这些输入，SV PWM模块209生成第一切换向量信号(Sa)109-A，第二切换向量信号(Sb)109-B，第三切换向量信号(Sc)109-C，第四切换向量信号(Sd)109-D和第五切换向量信号(Se)109-E。 

图3A至图3D图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统300结构的方框图。 

如在图3A中图示，系统300包括第一控制回路304，第二控制回路305，五相PWM逆变器模块110，联接到五相PWM逆变器模块110的第一三相AC电机120-A，联接到五相PWM逆变器模块110的第二三相AC电机120-B和联接到第一控制回路304和第二控制回路305的电压升压指令控制回路306。三相AC电机是三相AC驱动的马达。 

五相PWM逆变器模块110联接到SVPWM模块108。SVPWM模块108联接到第一控制回路304和第二控制回路305，使得SVPWM模块108接收调制电压指令Va*-Ve*，它们与载波进行比较以生成切换向量信号Sa-Se109。五相PWM逆变器模块110接收切换向量信号109且生成正弦电压信号。在特定的实施例中，五相PWM逆变器模块110接收第一切换向量信号(Sa)109-A，第二切换向量信号(Sb)109-B，第三切换向量信号(Sc)109-C，第四切换向量信号(Sd)109-D，第五切换向量信号(Se)109-E。五相PWM逆变器模块110包括多个逆变器极，包括：输出第一正弦电压(Va_*)的第一逆变器极111，输出第二正弦电压(Vb_*)的第二逆变器极112，输出第三正弦电压(Vc_*)的 第三逆变器极113，输出第四正弦电压(Vd_*)的第四逆变器极114和输出第五正弦电压(Ve_*)的第五逆变器极115。 

第一三相AC电机120-A通过第一逆变器极111，第二逆变器极112和第三逆变器极113联接到五相PWM逆变器模块110。第一三相AC电机120-A基于第一正弦电压(Va_*)，第二正弦电压(Vb_*)和第三正弦电压(Vc_*)生成机械功率(转矩×速度)和第一轴位置输出(θ_r1)。 

第二三相AC电机120-B通过第三逆变器极113，第四逆变器极114和第五逆变器极115联接到五相PWM逆变器模块110。换言之，第二三相AC电机120-B和第一三相AC电机120-A共享第三逆变器极113。第二三相AC电机120-B基于第三正弦电压(Vc_*)，第四正弦电压(Vd_*)和第五正弦电压(Ve_*)生成机械功率(转矩×速度)和第二轴位置输出(θ_r2)。 

如在参考图1A描述的实施例中，五相PWM逆变器模块110可用于控制两个三相AC电机120。然而，此实施例与图1A中图示的实施例不同，因为图3A中的系统300进一步包括联接到五相PWM逆变器模块110的升压变换器340，使得当两个三相AC电机120要求超过DC输入电压(Vdc)139的附加电压时，DC输入电压(Vdc)139可“升压”或增加到升压DC输入电压(Vdc_high)330。当联接到五相PWM逆变器模块110的升压逆变器340接收升压指令信号(VBoost_command)320时，升压DC输入电压(Vdc_high)330可被提供到五相PWM逆变器模块110。五相PWM逆变器模块110然后可使用升压DC输入电压(Vdc_high)330来提供正弦电压(Va_*…Ve_*)，它们具有通向两个三相AC电机120的增加的电压。如将在下文中更详细地解释，电压升压指令控制回路306从第一控制回路304和第二控制回路305接收第一调制指标(Mod.Index 1)177-A和第二调制指标(Mod.Index 2)177-B，且基于第一调制指标(Mod.Index 1)177-A和第二调制指标(Mod.Index 2)177-B生成调制指标反馈信号输入179。 

在描述电压升压指令控制回路306的运行前，将描述第一控制回路304和第二控制回路305的运行。此实施例与图1B和图1C中图示的实施例不同，因为系统300的第一控制回路304和第二控制回路305被略微简化，且使用更少的加和节点，如现在将在下文中描述。 

如在图3B中图示，第一控制回路304包括第一静止到同步转换模块130-A，第一转矩到电流映射模块140-A，加和节点152-A，加和节点154-A，第一电流控制器模块170-A，第一调制指标计算模块175-A和第一同步到静止转换模块102-A。现在将描述第一控制回路304的运行。 

第一静止到同步转换模块130-A和第一转矩到电流映射模块140-A以与以上参考图1所述相同的方式运行，且为简洁起见它们各自的运行将不再次描述。 

在此实施例中，当接收到第一d轴电流指令信号(Ids_e*_1)142-A和第一反馈d轴电流信号(Ids_e_1)132-A时，加和节点152-A将第一反馈d轴电流信号(Ids_e_1)132-A从第一d轴电流指令信号(Ids_e*_1)142-A中减去，以生成第一误差d轴电流信号(Idserror_e_1)166-A。类似地，当接收到第一q轴电流指令信号(Iqs_e*_1)144-A和第一反馈q轴电流信号(Iqs_e_1)134-A时，加和节点154-A将第一反馈q轴电流信号(Iqs_e_1)134-A从第一q轴电流指令信号(Iqs_e*_1)144-A中减去，以生成第一误差q轴电流信号(Iqserror_e_1)168-A。 

第一电流控制器模块170-A接收第一误差d轴电流信号(Idserror_e_1)166-A和第一误差q轴电流信号(Iqserror_e_1)168-A，且使用这些信号生成第一d轴电压指令信号(Vds_e*_1)172-A和第一q轴电压指令信号(Vqs_e*_1)174-A。 

第一调制指标计算模块175-A和第一同步到静止转换模块102-A以与以上参考图1所描述的相同的方式运行，且为简洁起见将不再描述其各自的运行。 

如在图3C中图示，第二控制回路305包括与第一控制回路304类似的方框或模块。第二控制回路305包括第二静止到同步转换模块130-B，第二转矩到电流映射模块140-B，加和节点152-B，加和节点154-B，第二控制器模块170-B，第二调制指标计算模块175-B和第二同步到静止转换模块102-B。如现在将描述，第二控制回路305以与第一控制回路304类似的方式运行。 

第二静止到同步转换模块130-B和第二转矩到电流映射模块140-B以与参考图1在上文中所述的方式类似的方式运行，且为简洁起见将不再次描述其各自的运行。 

加和节点152-B接收第二d轴电流指令信号(Ids_e*_2)142-B和第二反馈d轴电流信号(Ids_e_2)132-B，且将第二反馈d轴电流信号(Ids_e_2)132-B从第二d轴电流指令信号(Ids_e*_2)142-B中减去，以生成第二误差d轴电流信号(Idserror_e_2)166-B。 

加和节点154-B接收第二q轴电流指令信号(Iqs_e*_2)144-B和第二反馈q轴电流信号(Iqs_e_2)134-B，且将第二反馈q轴电流信号(Iqs_e_2)134-B从第二q轴电流指令信号(Iqs_e*_2)144-B中减去，以生成第二误差q轴电流信号(Iqserror_e_2)168-B。 

第二电流控制器模块170-B接收第二误差d轴电流信号(Idserror_e_2)166-B和第二误差q轴电流信号(Iqserror_e_2)168-B，且生成第二d轴电压指令信号(Vds_e*_2)172-B和第二q轴电压指令信号(Vqs_e*_2)174-B。 

第二调制指标计算模块175-B和第二同步到静止转换模块102-B以与上文中参考图1所述的相同的方式运行，且为简洁起见将不再次描述其各自的运行。 

现在将参考图3D描述电压升压指令控制回路306。如在图3D中图示，电压升压指令控制回路306包括加和节点180，电压控制器132和负值限制器模块360。电压升压指令控制回路306的运行如下。加和节点180接收调制指标基准信号输入101和调制指标反馈信号输入179，且将调制指标基准信号输入101从调制指标反馈信号输入179中减去，以生成调制指标误差信号181。电压控制器312接收调制指标误差信号181且基于调制指标误差信号181使用比例积分(PI)控制器生成第一输出指令信号186。正值限制器模块316接收第一输出指令信号186，且当第一输出指令信号186处于从零到正值的范围内时允许其通过。正值限制器模块316的输出基于第一输出指令信号186变成电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320。 

当电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320由电压指令控制器310生成时，将电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320供给到升压变换器340。当由升压变换器340接收到的电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320等于零时，升压变换器将正常DC输入电压(Vdc)139提供到五相PWM逆变器模块110。当两个三相AC电机120要求为满足由两个三相AC电机120所需的组合的目标机械功率的要求而超过 DC输入电压(Vdc)139的附加电压时，电压指令控制器310将生成电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320，所述电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320控制升压变换器340，使得升压变换器340响应于其值高于正常DC输入电压(Vdc)139的电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320而生成新的升压DC输入电压(Vdc_high)。当由升压变换器340接收到的电压升压指令信号(V_Boost_Cmd)320大于零时，其将DC输入电压(Vdc)139增加或“升压”且向五相PWM逆变器模块110提供升压DC输入电压(Vdc_high)330。五相PWM逆变器模块110然后可使用升压DC输入电压(Vdc_high)330来向两个三相AC电机120提供具有增加的电压的正弦电压(Va_*-Ve_*)。 

因此，五相PWM逆变器模块110接收切换向量信号109和升压DC输入电压(Vdc_high)330，所述升压DC输入电压(Vdc_high)330可能等于或高于正常DC输入电压(Vdc)139，且使用它在链路111-115处生成以变化的速度驱动第一三相AC电机120-A、120-B的正弦电压波形。 

虽然在图3A中未图示，但系统300也包括联接到第一三相AC电机120-A轴和第二三相AC电机120-B轴且由其驱动的齿轮装置。 

图4A至图4C图示了根据本发明的一个示范实施的实施在混合动力/电动交通工具(HEV)的马达驱动系统内的转矩控制系统400结构的方框图。 

如在图4A中图示，此实施例与图3A中的实施例不同在于系统400包括两个五相AC电机220-A，220-B作为两个三相AC电机120-A，120-B的替代。两个五相AC电机220-A，220-B相互联接，且五相PWM逆变器模块110连接到五相AC电机的一个220-A，所述AC电机220-A又联接到五相AC电机的另一个220-B。系统400包括第一控制回路304和第二控制回路305。第一控制回路304和第二控制回路305都联接到五相PWM逆变器模块110。图4A的实施例也与图3A的实施例不同在于系统400的第一控制回路304和第二控制回路305共享静止到同步转换模块231和同步到静止转换模块203。这些模块的运行与上文中参考图2A至图2C所述的运行相同，且为简洁起见，将不再描述其各自的运行。 

五相PWM逆变器模块110联接到空间向量(SV)PWM模块209。五相PWM逆变器模块110接收第一切换向量信号(Sa)109-A，第二切 换向量信号(Sb)109-B，第三切换向量信号(Sc)109-C，第四切换向量信号(Sd)109-D和第五切换向量信号(Se)109-E。五相PWM逆变器模块110包括：输出第一正弦电压(Va_*)的第一逆变器极111，输出第二正弦电压(Vb_*)的第二逆变器极112，输出第三正弦电压(Vc_*)的第三逆变器极113，输出第四正弦电压(Vd_*)的第四逆变器极114和输出第五正弦电压(Ve_*)的第五逆变器极115。 

第一五相AC电机220-A通过第一逆变器极111，第二逆变器极112，第三逆变器极113，第四逆变器极114和第五逆变器极115联接到五相PWM逆变器模块110。第一五相AC电机220-A基于第一正弦电压(Va_*)，第二正弦电压(Vb_*)，第三正弦电压(Vc_*)，第四正弦电压(Vd_*)和第五正弦电压(Ve_*)生成输出机械功率(转矩×速度)。另外，第一轴位置输出(θ_r1)121-A可从第一五相AC电机220-A测量到。第一五相AC电机220-A也包括：输出第一输出电压的第一输出链路(a1)222，输出第二输出电压的第二输出链路(b1)224，输出第三输出电压的第三输出链路(c1)225，输出第四输出电压的第四输出链路(d1)226和输出第五输出电压的第五输出链路(e1)227。每个输出链路(a1-e1)联接到第二五相AC电机220-B的马达绕组，使得第二五相AC电机220-B通过第一输出链路(a1)222，第二输出链路(b1)224，第三输出链路(c1)225，第四输出链路(d1)226和第五输出链路(e1)227联接到第一五相AC电机220-A。 

第二五相AC电机220-B基于输出链路222-227处的电压输出其自身的输出机械功率。链路(a2-e2)联接到一起以在电机220-B内形成星形连接。第二五相AC电机220-B输出第二轴位置输出(θ_r2)121-B。 

如在参考图3B所描述的第三实施例中，第一控制回路304包括第一转矩到电流映射模块140-A，加和节点152-A，加和节点154-A，第一电流控制器模块170-A和第一调制指标计算模块175-A，如在图4B中图示。类似地，如在图4C中图示，第二控制回路305包括第二转矩到电流映射模块140-B，加和节点152-B，加和节点154-B，第二电流控制器模块170-B和第二调制指标计算模块175-B。这些节点和模块的每个的运行如参考图3B和图3C所描述，且为简洁起见将在此不再描述其运行。此外，电压升压指令控制回路306以第三实施例(图3D)中相同的方式运行，为了简洁起见，电压升压指令控制回路306的运行 将在此不重复。 

关于功能和/或逻辑方框部件和多种过程步骤在上文中描述了一些实施例和实施。然而，应认识到的是这样的方框部件可以通过任何个数的构造为执行特定功能的硬件、软件和/或固件部件实现。例如，系统或部件的实施例可使用多种集成电路部件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查询表等，它们可以在一个或多个微处理器或其他控制装置的控制下执行多种功能。另外，本领域一般技术人员将认识到在此所描述的实施例仅是示例性的实施。 

在此文献中，例如第一和第二等的关系术语可单独地用于将一个实体或作用与另一个实体或作用区分，而不必要求或意味着这些实体或作用之间的任何实际的这样的关系或次序。此外，取决于上下文，在描述不同元件之间的关系中使用的例如“连接”、“联接至”的词语不意味着必须在这些元件之间建立直接的物理连接。例如，两个元件可物理上、电气上、逻辑上或以其他方式通过一个或多个另外的元件相互连接。 

虽然在前述详细描述中已给出了至少一个示范实施例，但应认识到的是存在大量变化。也应认识到的是示范的实施例或多个示范的实施例仅是例子，且不意图于以任何方式限制本发明的范围、应用性或构造。而是，前述详细描述将为本领域一般技术人员提供实施示范的实施例或多个示范的实施例的路线图。应理解的是在元件的功能和布置上可进行多种改变而不偏离在附带的权利要求及其等价物中限定的本发明的范围。 

Claims (20)

1.一种用于通过五相PWM逆变器模块控制两个交流电机的系统，所述系统包括：

第一控制回路，所述第一控制回路设计为将第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号；

第二控制回路，所述第二控制回路设计为将第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号；和

电流指令调整模块，所述电流指令调整模块联接到第一控制回路和第二控制回路，且设计为生成第一调整d轴电流指令信号，第一调整q轴电流指令信号，第二调整d轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号，

其中第一控制回路进一步设计为将第一d轴电流指令信号加到所述第一调整d轴电流指令信号以生成第一新d轴电流指令信号，且将第一q轴电流指令信号加到第一调整q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号，和

其中第二控制回路进一步设计为：将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号，且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中电流指令调整模块进一步设计为接收调制指标基准信号，来自第一控制回路的第一调制指标和来自第二控制回路的第二调制指标，且电流指令调整模块进一步设计为：将第一调制指标加到第二调制指标以生成调制指标反馈信号输入；且从调制指标基准信号输入中减去调制指标反馈信号输入，以生成调制指标误差信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其中电流指令调整模块进一步包括：

电压控制器，所述电压控制器设计为：接收调制指标误差信号；且基于调制指标误差信号生成第一输出指令信号；

负值限制器模块，所述负值限制器模块设计为接收第一输出指令信号且将第一输出指令信号限制在负值和零之间，以在第一输出指令信号小于或等于零时基于第一输出指令信号生成第一调整d轴电流指令信号；和

电流调整计算模块，所述电流调整计算模块设计为：接收第一调整d轴电流指令信号，第一转矩指令信号，第二转矩指令信号，第一新d轴电流指令信号和第二新d轴电流指令信号；且生成输出，所述输出包括：第二调整d轴电流指令信号，第一调整q轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其中电流调整计算模块进一步包括：

第一电流调整计算子模块，所述第一电流调整计算子模块设计为：接收第一调整d轴电流指令信号，第一转矩指令信号和第一新d轴电流指令信号；和基于第一调整d轴电流指令信号，第一转矩指令信号和第一新d轴电流指令信号生成第一调整q轴电流指令信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其中电流调整计算模块进一步包括：

比例模块，所述比例模块设计为：接收第一调整d轴电流指令信号，且生成第二调整d轴电流指令信号；和

第二电流调整计算子模块，所述第二电流调整计算子模块联接到比例模块且设计为：接收第二调整d轴电流指令信号，第二转矩指令信号和第二新d轴电流指令信号；且基于第二调整d轴电流指令信号，第二转矩指令信号和第二新d轴电流指令信号生成第二调整q轴电流指令信号。

6.根据权利要求3所述的系统，其中两个交流电机包括：第一三相交流电机和第二三相交流电机，且第一控制回路包括：

第一转矩到电流映射模块，所述第一转矩到电流映射模块设计为：接收第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压，且将第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和Dc输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号；

第一加和节点，所述第一加和节点设计为：接收第一d轴电流指令信号和所述第一调整d轴电流指令信号；且将第一d轴电流指令信号加到所述第一调整d轴电流指令信号，以修改第一d轴电流指令信号以生成第一新d轴电流指令信号；

第二加和节点，所述第二加和节点设计为：接收第一q轴电流指令信号和第一调整q轴电流指令信号；且将第一q轴电流指令信号加到第一调整q轴电流指令信号以修改第一q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号；

第一静止到同步转换模块，所述第一静止到同步转换模块设计为：接收作为从第一三相交流电机测量到的相电流的第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，以及第一轴位置输出；和

基于第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流和第一轴位置输出生成第一反馈d轴电流信号和第一反馈q轴电流信号；

第三加和节点，所述第三加和节点设计为：接收第一新d轴电流指令信号和第一反馈d轴电流信号；且从第一新d轴电流指令信号中减去第一反馈d轴电流信号，以生成第一误差d轴电流信号；和

第四加和节点，所述第四加和节点设计为：接收第一新q轴电流指令信号和第一反馈q轴电流信号；且将第一反馈q轴电流信号从第一新q轴电流指令信号中减去，以生成第一误差q轴电流信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其中第一控制回路进一步包括：

第一电流控制器模块，所述第一电流控制器模块设计为：接收第一误差d轴电流信号和第一误差q轴电流信号；且生成第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；

第一调制指标计算模块，所述第一调制指标计算模块设计为：接收第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；且生成第一调制指标；和

第一同步到静止转换模块，所述第一同步到静止转换模块设计为：接收第一d轴电压指令信号，第一q轴电压指令信号和第一轴位置输出且生成第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令。

8.根据权利要求7所述的系统，其中第二控制回路进一步包括：

第二转矩到电流映射模块，所述第二转矩到电流映射模块设计为：接收第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压；且将第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号；

第五加和节点，所述第五加和节点设计为：接收第二d轴电流指令信号和第二调整d轴电流指令信号，且将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以修改第二d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号；

第六加和节点，所述第六加和节点设计为：接收第二q轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号；且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以修改第二q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号；和

第二静止到同步转换模块，所述第二静止到同步转换模块设计为：

接收作为从第二三相交流电机测量到的相电流的第四合成定子电流，第五合成定子电流和第六合成定子电流，以及第二轴位置输出；和

基于作为从第二三相交流电机测量到的相电流的第四合成定子电流，第五合成定子电流，第六合成定子电流、以及第二轴位置输出，生成第二反馈d轴电流信号和第二反馈q轴电流信号；

第七加和节点，所述第七加和节点设计为：接收第二新d轴电流指令信号和第二反馈d轴电流信号；且将第二反馈d轴电流信号从第二新d轴电流指令信号中减去，以生成第二误差d轴电流信号；和

第八加和节点，所述第八加和节点设计为：接收第二新q轴电流指令信号和第二反馈q轴电流信号；且将第二反馈q轴电流信号从第二新q轴电流指令信号中减去，以生成第二误差q轴电流信号。

9.根据权利要求8所述的系统，其中第二控制回路进一步包括：

第二电流控制器模块，所述第二电流控制器模块设计为：接收第二误差d轴电流信号和第二误差q轴电流信号；且生成第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；

第二调制指标计算模块，所述第二调制指标计算模块设计为：接收第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；且生成第二调制指标；和

第二同步到静止转换模块，所述第二同步到静止转换模块设计为：接收第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；且生成第四正弦电压指令，第五正弦电压指令和第六正弦电压指令。

10.根据权利要求1所述的系统，系统进一步包括：

空间向量PWM模块，所述空间向量PWM模块联接到第一控制回路和第二控制回路且设计为接收第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令，第四正弦电压指令，第五正弦电压指令和第六正弦电压指令；且生成第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号；

其中五相PWM逆变器模块联接到空间向量PWM模块且设计为接收第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号，

其中五相PWM逆变器模块包括：基于第一至第五切换向量信号，输出第一正弦电压的第一逆变器极，输出第二正弦电压的第二逆变器极，输出第三正弦电压的第三逆变器极，输出第四正弦电压的第四逆变器极和输出第五正弦电压的第五逆变器极，

其中第一三相交流电机通过第一逆变器极，第二逆变器极和第三逆变器极联接到五相PWM逆变器模块，且设计为基于第一正弦电压，第二正弦电压和第三正弦电压生成第一机械功率和第一轴位置输出；

其中第二三相交流电机通过第三逆变器极，第四逆变器极和第五逆变器极联接到五相PWM逆变器模块，且设计为基于第三正弦电压，第四正弦电压和第五正弦电压生成第二机械功率和第二轴位置输出；和

第一轴，所述第一轴联接到第一三相交流电机的第一机械功率输出且由其驱动，和第二轴，所述第二轴联接到第二三相交流电机的第二机械功率输出且由其驱动。

11.根据权利要求10所述的系统，其中电流指令调整模块设计为与第一控制回路和第二控制回路联合运行，连续调整第一新d轴电流指令信号，第一新q轴电流指令信号，第二新d轴电流指令信号和第二新q轴电流指令信号，以调整第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，第四合成定子电流，第五合成定子电流和第六合成定子电流，所述合成定子电流控制第一三相交流电机和第二三相交流电机，以使第一三相交流电机和第二三相交流电机满足其相应的目标输出机械功率而不超过从第一三相交流电机和第二三相交流电机中五相PWM逆变器模块可获得的最大输出相正弦电压。

12.根据权利要求11所述的系统，其中当从五相PWM逆变器模块可获得的输出到第一三相交流电机的最大输出相正弦电压降低时第一三相交流电机输出第一目标机械输出功率，且

其中当从五相PWM逆变器模块可获得的输出到第二三相交流电机的最大输出相正弦电压降低时第二三相交流电机输出第二目标机械输出功率。

13.根据权利要求3所述的系统，进一步包括：

静止到同步转换模块，所述静止到同步转换模块设计为：接收第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，第四合成定子电流，第五合成定子电流，第一轴位置输出和第二轴位置输出，且设计为生成第一反馈d轴电流信号，第一反馈q轴电流信号，第二反馈d轴电流信号和第二反馈q轴电流信号；和

同步到静止转换模块，所述同步到静止转换模块设计为：接收第一d轴电压指令信号，第一q轴电压指令信号，第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号，第一轴位置输出和第二轴位置输出；且生成第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令，第四正弦电压指令，和第五正弦电压指令。

14.根据权利要求13所述的系统，其中两个交流电机包括：第一五相交流电机，所述第一五相交流电机联接到第二五相交流电机，且第一控制回路包括：

第一转矩到电流映射模块，所述第一转矩到电流映射模块设计为：接收第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压，且将第一转矩指令信号，轴的第一速度(ω1)和DC输入电压映射到第一d轴电流指令信号和第一q轴电流指令信号；

第一加和节点，所述第一加和节点设计为：接收第一d轴电流指令信号和所述第一调整d轴电流指令信号；且将第一d轴电流指令信号加到所述第一调整d轴电流指令信号以修改第一d轴电流指令信号以生成第一新d轴电流指令信号；

第二加和节点，所述第二加和节点设计为：接收第一q轴电流指令信号和第一调整q轴电流指令信号；且将第一q轴电流指令信号加到第一调整q轴电流指令信号以修改第一q轴电流指令信号以生成第一新q轴电流指令信号；

第三加和节点，所述第三加和节点设计为：接收第一新d轴电流指令信号和第一反馈d轴电流信号；且将第一反馈d轴电流信号从第一新d轴电流指令信号中减去，以生成第一误差d轴电流信号；和

第四加和节点，所述第四加和节点设计为：接收第一新q轴电流指令信号和第一反馈q轴电流信号；且将第一反馈q轴电流信号从第一新q轴电流指令信号中减去，以生成第一误差q轴电流信号。

15.根据权利要求14所述的系统，其中第一控制回路进一步包括：

第一电流控制器模块，所述第一电流控制器模块设计为：接收第一误差d轴电流信号和第一误差q轴电流信号；且生成第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；和

第一调制指标计算模块，所述第一调制指标计算模块设计为：接收第一d轴电压指令信号和第一q轴电压指令信号；且生成第一调制指标。

16.根据权利要求15所述的系统，其中第二控制回路进一步包括：

第二转矩到电流映射模块，所述第二转矩到电流映射模块设计为：接收第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压；且将第二转矩指令信号，轴的第二速度(ω2)和DC输入电压映射到第二d轴电流指令信号和第二q轴电流指令信号；

第五加和节点，所述第五加和节点设计为：接收第二d轴电流指令信号和第二调整d轴电流指令信号，且将第二d轴电流指令信号加到第二调整d轴电流指令信号以修改第二d轴电流指令信号以生成第二新d轴电流指令信号；

第六加和节点，所述第六加和节点设计为：接收第二q轴电流指令信号和第二调整q轴电流指令信号；且将第二q轴电流指令信号加到第二调整q轴电流指令信号以修改第二q轴电流指令信号以生成第二新q轴电流指令信号；和

第七加和节点，所述第七加和节点设计为：接收第二新d轴电流指令信号和第二反馈d轴电流信号；且将第二反馈d轴电流信号从第二新d轴电流指令信号中减去，以生成第二误差d轴电流信号；和

第八加和节点，所述第八加和节点设计为：接收第二新q轴电流指令信号和第二反馈q轴电流信号；且将第二反馈q轴电流信号从第二新q轴电流指令信号中减去，以生成第二误差q轴电流信号。

17.根据权利要求16所述的系统，其中第二控制回路进一步包括：

第二电流控制器模块，所述第二电流控制器模块设计为：接收第二误差d轴电流信号和第二误差q轴电流信号；且生成第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；和

第二调制指标计算模块，所述第二调制指标计算模块设计为：接收第二d轴电压指令信号和第二q轴电压指令信号；且生成第二调制指标。

18.根据权利要求17所述的系统，系统进一步包括：

空间向量PWM模块，所述空间向量PWM模块通过同步到静止转换模块联接到第一控制回路和第二控制回路，并联接到五相PWM逆变器模块，所述空间向量PWM模块设计为接收第一正弦电压指令，第二正弦电压指令，第三正弦电压指令，第四正弦电压指令和第五正弦电压指令；且生成第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号；

其中五相PWM逆变器模块联接到空间向量PWM模块且设计为接收第一切换向量信号，第二切换向量信号，第三切换向量信号，第四切换向量信号和第五切换向量信号，

其中五相PWM逆变器模块包括：输出第一相正弦电压的第一逆变器极，输出第二相正弦电压的第二逆变器极，输出第三相正弦电压的第三逆变器极，输出第四相正弦电压的第四逆变器极和输出第五相正弦电压的第五逆变器极，

其中第一五相交流电机通过第一逆变器极，第二逆变器极和第三逆变器极，第四逆变器极和第五逆变器极联接到五相PWM逆变器模块，且设计为基于第一相正弦电压，第二相正弦电压，第三相正弦电压，第四相正弦电压和第五相正弦电压生成第一至第五电机电压并生成第一轴位置输出；

其中第二五相交流电机联接到第一五相交流电机，且设计为基于第一至第五电机电压生成机械功率并生成第二轴位置输出；和

轴，所述轴联接到第二五相交流电机的机械功率输出且由其驱动。

19.根据权利要求18所述的系统，其中电流指令调整模块设计为与第一控制回路和第二控制回路联合运行，以连续调整第一新d轴电流指令信号，第一新q轴电流指令信号，第二新d轴电流指令信号和第二新q轴电流指令信号，以调整第一合成定子电流，第二合成定子电流，第三合成定子电流，第四合成定子电流和第五合成定子电流，所述定子电流控制第一五相交流电机和第二五相交流电机，以使第一五相交流电机和第二五相交流电机满足其相应的目标输出机械功率而不超过从五相PWM逆变器模块可获得的最大输出相正弦电压。

20.根据权利要求19所述的系统，其中当从五相PWM逆变器模块可获得的到第一五相交流电机的最大输出相正弦电压降低时，第一五相交流电机输出第一目标机械输出功率，且

其中第二五相交流电机与第一五相交流电机串联连接，当从五相PWM逆变器模块可获得的通过第一五相交流电机到第二五相交流电机的最大输出相正弦电压降低时，第二五相交流电机输出第二目标机械输出功率。

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