CN107769661B - 一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法 - Google Patents

一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107769661B
CN107769661B CN201711195149.XA CN201711195149A CN107769661B CN 107769661 B CN107769661 B CN 107769661B CN 201711195149 A CN201711195149 A CN 201711195149A CN 107769661 B CN107769661 B CN 107769661B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flux linkage
control
hexagonal
phase
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711195149.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107769661A (zh
Inventor
成庶
向超群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201711195149.XA priority Critical patent/CN107769661B/zh
Publication of CN107769661A publication Critical patent/CN107769661A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107769661B publication Critical patent/CN107769661B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/28—Stator flux based control
    • H02P21/30—Direct torque control [DTC] or field acceleration method [FAM]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2205/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/05—Torque loop, i.e. comparison of the motor torque with a torque reference

Abstract

本发明公开了一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，包括：通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；判断磁链相位角是否满足切换条件，若不满足则继续按六边形磁链控制规则运行，若满足则切换为圆形磁链控制规则运行；通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；判断磁链相位角是否满足切换条件；若不满足则继续圆形磁链控制规则运行，若满足则切换为六边形磁链控制规则运行。本发明提出的一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，与圆形直接转矩控制相比，能够减小开关效率，与六边形直接转矩控制相比，能够有效地降低电流谐波含量。

Description

一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别是指一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法。
背景技术
直接转矩控制是1985年德国鲁尔大学Depenbrock教授提出的新型电机控制方案，直接转矩控制具有结构简单、转矩响应快和鲁棒性强等优点。目前直接转矩控制根据磁链轨迹通常可分为六边形磁链控制和圆形磁链控制。六边形磁链控制表现为一个控制周期内改变6次开关状态，在大功率牵引中，能有效减少开关损耗，但是在每一个扇区切换时，会产生较大的电流尖峰，产生较大的电流谐波，引起转矩脉动。圆形磁链控制表现为一个控制周期内输出的电压矢量数很多，使得磁链轨迹尽量接近圆形，这种控制策略可以有效减少定子电流谐波含量；但是开关器件的开关频率过高，在大功率牵引领域中的应用受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，能够有效地降低电流谐波含量。
基于上述目的本发明提供的一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，包括：
通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
判断磁链相位角是否满足切换条件，若不满足则继续按六边形磁链控制规则运行，若满足则切换为圆形磁链控制规则运行；
通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
判断磁链相位角是否满足切换条件；若不满足则继续圆形磁链控制规则运行，若满足则切换为六边形磁链控制规则运行。
可选的，所述通过电机定子三相电压幅值和电流幅值计算磁链相位角的方法具体为三相-两相变换的方法。
可选的，所述三相-两相变换的方法的计算公式为：
Figure GDA0002603856250000021
Figure GDA0002603856250000022
Figure GDA0002603856250000023
Figure GDA0002603856250000024
利用上述结果和定子电阻值计算得到α-β坐标系的定子磁链值，
ψsα＝∫(Usα-isαRs)dt
ψsβ＝∫(Usβ-isβRs)dt
利用α-β坐标系的定子磁链值，计算得到磁链相位角
Figure GDA0002603856250000025
其中，UsaUsbUsc分别为定子三相电压幅值，isaisbisc分别为定子三相电流幅值，UsαUsβ分别为α-β坐标系的定子电压幅值，isαisβ分别为α-β坐标系的定子电流幅值，Rs为定子电阻值，ψsαψsβ分别为α-β坐标系的α相和β相定子磁链值，θψs为磁链相位角。
可选的，所述磁链相位角的具体判断方法为：
设定切换角度定位10°，
若-π/18<θψs<π/18，则为圆形磁链控制；
若π/18<θψs<5π/18，则为六边形磁链控制；
若5π/18<θψs<7π/18，则为圆形磁链控制；
若7π/18<θψs<11π/18，则为六边形磁链控制；
若11π/18<θψs<13π/18，则为圆形磁链控制；
若13π/18<θψs<17π/18，则为六边形磁链控制；
若17π/18<θψs<-17π/18，则为圆形磁链控制；
若-17π/18<θψs<-13π/18，则为六边形磁链控制；
若-13π/18<θψs<-11π/18，则为圆形磁链控制；
若-11π/18<θψs<-7π/18，则为六边形磁链控制；
若-7π/18<θψs<-5π/18，则为圆形磁链控制；
若-5π/18<θψs<-1π/18，则为六边形磁链控制。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种圆角六边形直接转矩控制的混合控制方法，通过对磁链相位角的判断，能够安全可靠地实现圆形磁链控制与六边形磁链控制的切换，与圆形磁链控制相比，不仅能减小开关损耗，与六边形磁链控制相比还能降低电流谐波含量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，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为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的切换过程流程示意图；
图2为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的系统原理示意图；
图3为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的磁链示意图；
图4为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的磁链局部放大示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例提出了一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，不仅能减小开关损耗，还能有效地降低电流谐波含量。
如图1所示，为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的切换过程流程示意图；本发明提供的一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，包括：
通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
判断磁链相位角是否满足切换条件，若不满足则继续按六边形磁链控制规则运行，若满足则切换为圆形磁链控制规则运行；
通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
判断磁链相位角是否满足切换条件；若不满足则继续圆形磁链控制规则运行，若满足则切换为六边形磁链控制规则运行。
进一步的，本发明提供的一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，包括：
步骤101：采用六边形磁链控制规则运行；
步骤102：通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
步骤103：判断磁链相位角是否满足切换条件，若不满足则继续按六边形磁链控制规则运行，若满足则切换为圆形磁链控制规则运行；
步骤104：采用圆形磁链控制规则运行；
步骤105：通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
步骤106：判断磁链相位角是否满足切换条件；若不满足则继续圆形磁链控制规则运行，若满足则切换为六边形磁链控制规则运行。
如图2所示，为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的系统原理示意图；
所述通过电机定子三相电压幅值和电流幅值计算磁链相位角的方法具体为三相-两相变换的方法。
所述三相-两相变换的方法的计算公式为：
Figure GDA0002603856250000041
Figure GDA0002603856250000042
Figure GDA0002603856250000043
Figure GDA0002603856250000044
利用上述结果和定子电阻值计算得到α-β坐标系的定子磁链值，
ψsα＝∫(Usα-isαRs)dt
Figure GDA0002603856250000045
利用α-β坐标系的定子磁链值，计算得到磁链相位角
Figure GDA0002603856250000046
其中，UsaUsbUsc分别为定子三相电压幅值，isaisbisc分别为定子三相电流幅值，UsαUsβ分别为α-β坐标系的定子电压幅值，isαisβ分别为α-β坐标系的定子电流幅值，Rs为定子电阻值，ψsαψsβ分别为α-β坐标系的α相和β相定子磁链值，θψs为磁链相位角。
如图3所示，为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的磁链示意图。
如图4所示，为本发明提供的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法的实施例的磁链局部放大示意图；所述磁链相位角的具体判断方法为：
设定切换角度定位10°，
若-π/18<θψs<π/18，则为圆形磁链控制；
若π/18<θψs<5π/18，则为六边形磁链控制；
若5π/18<θψs<7π/18，则为圆形磁链控制；
若7π/18<θψs<11π/18，则为六边形磁链控制；
若11π/18<θψs<13π/18，则为圆形磁链控制；
若13π/18<θψs<17π/18，则为六边形磁链控制；
若17π/18<θψs<-17π/18，则为圆形磁链控制；
若-17π/18<θψs<-13π/18，则为六边形磁链控制；
若-13π/18<θψs<-11π/18，则为圆形磁链控制；
若-11π/18<θψs<-7π/18，则为六边形磁链控制；
若-7π/18<θψs<-5π/18，则为圆形磁链控制；
若-5π/18<θψs<-1π/18，则为六边形磁链控制。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的一种圆角六边形直接转矩控制的混合控制方法，通过对磁链相位角的判断，能够安全可靠地实现圆形磁链控制与六边形磁链控制的切换，与圆形磁链控制相比，不仅能减小开关损耗，与六边形磁链控制相比还能降低电流谐波含量。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，其特征在于，包括：
通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
判断磁链相位角是否满足切换条件，若不满足则继续按六边形磁链控制规则运行，若满足则切换为圆形磁链控制规则运行；
通过电机定子三相电压幅值和电流幅值，计算得到磁链相位角；
判断磁链相位角是否满足切换条件；若不满足则继续圆形磁链控制规则运行，若满足则切换为六边形磁链控制规则运行；
所述磁链相位角的具体判断方法为：
若-π/18<θψs<π/18，则为圆形磁链控制；
若π/18<θψs<5π/18，则为六边形磁链控制；
若5π/18<θψs<7π/18，则为圆形磁链控制；
若7π/18<θψs<11π/18，则为六边形磁链控制；
若11π/18<θψs<13π/18，则为圆形磁链控制；
若13π/18<θψs<17π/18，则为六边形磁链控制；
若17π/18<θψs<-17π/18，则为圆形磁链控制；
若-17π/18<θψs<-13π/18，则为六边形磁链控制；
若-13π/18<θψs<-11π/18，则为圆形磁链控制；
若-11π/18<θψs<-7π/18，则为六边形磁链控制；
若-7π/18<θψs<-5π/18，则为圆形磁链控制；
若-5π/18<θψs<-π/18，则为六边形磁链控制。
2.根据权利要求1所述的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，其特征在于，所述通过电机定子三相电压幅值和电流幅值计算磁链相位角的方法具体为三相-两相变换的方法。
3.根据权利要求2所述的圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法，其特征在于，所述三相-两相变换的方法的计算公式为：
Figure FDA0002622531160000011
Figure FDA0002622531160000021
Figure FDA0002622531160000022
Figure FDA0002622531160000023
利用上述结果和定子电阻值计算得到α-β坐标系的定子磁链值，
Figure FDA0002622531160000024
Figure FDA0002622531160000025
利用α-β坐标系的定子磁链值，计算得到磁链相位角
Figure FDA0002622531160000026
其中，UsaUsbUsc分别为定子三相电压幅值，isaisbisc分别为定子三相电流幅值，UsαUsβ分别为α-β坐标系的定子电压幅值，isαisβ分别为α-β坐标系的定子电流幅值，Rs为定子电阻值，ψsαψsβ分别为α-β坐标系的α相和β相定子磁链值，θψs为磁链相位角。
CN201711195149.XA 2017-11-24 2017-11-24 一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法 Active CN107769661B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711195149.XA CN107769661B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711195149.XA CN107769661B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107769661A CN107769661A (zh) 2018-03-06
CN107769661B true CN107769661B (zh) 2020-10-27

Family

ID=61276071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711195149.XA Active CN107769661B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107769661B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108494311B (zh) * 2018-03-22 2020-09-18 浙江大学 一种电流源逆变器控制的电机相电流尖峰消除方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1881767A (zh) * 2006-03-08 2006-12-20 合肥阳光电源有限公司 风力发电用全功率型交直交变流器的控制结构
CN102025316A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 沈阳建筑大学 一种数控机床陶瓷电主轴直接转矩控制系统
CN105245152A (zh) * 2015-11-04 2016-01-13 中南大学 一种圆形与六边形直接转矩控制的切换方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0833399A (ja) * 1994-07-14 1996-02-02 Sawafuji Electric Co Ltd 直接トルク制御インバータの方形波インバータ化方式

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1881767A (zh) * 2006-03-08 2006-12-20 合肥阳光电源有限公司 风力发电用全功率型交直交变流器的控制结构
CN102025316A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 沈阳建筑大学 一种数控机床陶瓷电主轴直接转矩控制系统
CN105245152A (zh) * 2015-11-04 2016-01-13 中南大学 一种圆形与六边形直接转矩控制的切换方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107769661A (zh) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. Sensorless drive for high-speed brushless DC motor based on the virtual neutral voltage
CN101478281B (zh) 基于电流反馈的无位置传感器无刷直流电机起动方法
CN110311611B (zh) 一种永磁同步电机弱磁控制方法和系统
JP5794274B2 (ja) マトリクスコンバータ
JP2007288888A (ja) 多相回転電機の制御装置
CN105743414A (zh) 电力转换装置、控制装置及载波频率的改变方法
CN108988718B (zh) 抑制零序电流和共模电压的方法
CN108988725B (zh) 一种采用改进复矢量pi控制器的永磁同步电机电流谐波抑制系统及方法
CN108063575B (zh) 自启动永磁同步电机i/f启动方法及系统
Jiang et al. Multimode current hysteresis control for brushless DC motor in motor and generator state with commutation torque ripple reduction
JP6459783B2 (ja) 回転電機の制御装置
CN104993743A (zh) 用于新能源汽车永磁同步驱动电机的堵转延时方法
CN104410311B (zh) 一种三电平逆变器不连续pwm调制中点平衡方法
CN107769661B (zh) 一种圆角六边形磁链直接转矩控制的混合控制方法
CN107659231A (zh) 一种基于单电流弱磁模式切换的超高速永磁同步电机转速控制方法
CN110429896B (zh) 一种电压调制方法及装置
CN110912436B (zh) 三电平变流器同步载波dpwm控制方法
JP6826928B2 (ja) インバータ装置、空気調和機、インバータ装置の制御方法及びプログラム
RU2643800C9 (ru) Способ двухуровневого подавления пульсации крутящего момента четырехфазного вентильного реактивного двигателя
CN104410340A (zh) 基于直流母线电压调节的高速转矩脉动抑制装置及其方法
CN108448977B (zh) 一种直流电机弱磁控制方法及装置
WO2016029816A1 (zh) 一种四相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法
WO2016029777A1 (zh) 一种三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法
CN105703688B (zh) 防止逆变器处于饱和状态的控制方法
CN108418442B (zh) 一种两端电压源型换流器高压直流输电系统积分终端滑模控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant