CN108199625A - 一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统及方法，采用三相九开关变换器与开绕组永磁无刷直流电机共同构成的驱动系统具有良好的匹配性，且三相九开关变换器的上下功率输出端口分别连接电机每一相绕组的两个端口，相比较传统的独立控制，开绕组结构电机两个端口之间存在更为严格的约束关系，利用电流传感器采集三相绕组的电流信号，利用霍尔传感器采集三相绕组的位置信号和转速信号，之后分别送入PI调节单元，构成速度外环和电流内环驱动控制系统，信息经过解析转换之后送入PWM产生模块，通过PWM调制，产生9路PWM信号来控制电机正常工作，相比于传统的开绕组系统，有更好的驱动性能，效率大大提高，具有优良的工作特性。

Description

一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统及方法

技术领域

本发明属于电机系统及控制领域，特别涉及一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统及方法。

背景技术

开绕组结构电机与传统三相电机不同，它将传统的三相交流电机的中性点打开，构成双端口的绕组开放式结构，但不改变传统电机的基本性能。由于中性点打开之后各绕组之间的约束关系不再存在，各绕组相互独立，可以提高电机本身的可靠性，其两个端口可以分别连接变换器，能够极大满足大功率系统的变换器的需求，因此开绕组结构及其控制技术的研究很有意义。

开绕组结构由于其双端口的特性使其具有极大的灵活性，加以合适的功率变换器能够具备良好的驱动性能。现有的适合开绕组结构电机的双逆变器及其衍生的多电平逆变器拓扑结构，虽然能够很好的实现功能，但有时会增加成本，并且复杂程度也大大提高，因此研究电机驱动系统，简化的变换器拓扑结构及其控制技术具有很重要的作用，这也是非常值得去钻研的领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统及方法，以克服现有技术的不足，本发明具有可靠性高、无换向火花、运行可靠和易于维护的优点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，包括开绕组永磁无刷直流电机、三相九开关变换器、直流电源、PI调节单元、PWM产生单元、霍尔传感器和电流传感器；PWM产生单元、霍尔传感器和电流传感器均连接于PI调节单元；

三相九开关变换器为相互并联的三相桥臂，每相桥臂均包含按顺序相连的三个功率开关管，每相桥臂的相邻两个功率开关管之间设有一个中性点，三相桥臂的直流侧并联连接公共直流电源；开绕组永磁无刷直流电机的三相绕组的两端分别连接三相九开关变换器，且开绕组永磁无刷直流电机的任一相绕组的两端连接三相九开关变换器的不同桥臂；

电流传感器用于采集开绕组永磁无刷直流电机的电流信号，将电流信号传送至PI调节单元；

霍尔传感器用于采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，将位置信号和转速信号传送至PI调节单元；

PI调节单元用于信号接收并解析，PI调节单元将经过解析转换之后的信号送入PWM产生单元，通过PWM产生单元调制，由PWM产生单元输出九路PWM信号，分别驱动9个功率开关管，将直流电源转换成三相电流和电压驱动电机进行工作。

进一步的，三相九开关变换器的功率开关管均为IGBT开关。

进一步的，三相九开关变换器的第一相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₁、功率开关管T₂和功率开关管T₃，三相九开关变换器的第二相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₄、功率开关管T₅和功率开关管T₆，三相九开关变换器的第三相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₇、功率开关管T₈和功率开关管T₉。

进一步的，开绕组永磁无刷直流电机有绕组A、绕组B和绕组C三个绕组，每个绕组有上下两个端口，绕组A上端口a口连接在功率开关管T₁和功率开关管T₂之间，绕组A下端口x口连接在功率开关管T₅和功率开关管T₆之间；绕组B上端口b口连接在功率开关管T₄和功率开关管T₅之间，绕组B下端口y口连接在功率开关管T₈和功率开关管T₉间；绕组C上端口c口连接在功率开关管T₇和功率开关管T₈之间；绕组C下端口z口连接在功率开关管T₂和功率开关管T₃之间。

一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1)、利用霍尔传感器采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，经过位置信号和转速信号解析后得到位置信号与反馈转速，将测得的反馈转速值与预设转速值作差构成转速偏差，并将转速偏差送入PI调节单元经过转换获得给定电流值；

步骤2)、利用电流传感器采集开绕组永磁无刷直流电机的电流信号，通过最大值函数变换取所测电流信号的最大值，将最大值设定为反馈电流值，通过给定电流值与反馈电流值作差得到电流误差，将电流误差送入PI调节单元通过转换输出的电压值设定为给定电压值；

步骤3)、将步骤2)得到的给定电压值与霍尔信号采集到的信号经位置解析成的电机转子的位置信号，送入PWM产生模块，经过PWM调制后产生9路PWM信号，分别驱动三相九开关变换器的九个功率开关，控制三相九开关变换器驱动开绕组无刷直流电机实现转速、电流双闭环控制。

进一步的，步骤1)中，利用霍尔传感器采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，位置信号和转速信号经过PI调节单元解析后得到位置信息θ与反馈转速ω，将给预设转速值ω^*与反馈转速ω作差构成转速偏差，即其转速误差ω^*-ω＝e_ω，将转速误差送入PI调节单元经过转换获得给定电流值I_s ^*

K_pw比例系数；K_IW：积分系数。

进一步的，步骤2)中，利用电流传感器采集开绕组永磁无刷直流电机的三相绕组电流i_a,i_b,i_c，通过最大值函数变换取所测三相电流的最大值，定义为I_s；

I_s＝Max(i_a,i_b,i_c)

将上述测量的三相电流的最大值I_s设定为反馈电流值，将定电流值I_s ^*与反馈电流值I_s作差得到电流误差I_s ^*-I_s＝e_s，最后经过PI调节器转换输出给定电压U_s ^*值：

K_PI：比例系数；K_II：积分系数

进一步的，步骤3)中，将步骤1)和步骤2)中得到的位置信息和给定电压送入PWM产生模块，经过PWM调制后产生PWM信号，分别驱动三相九开关变换器的各个功率开关管，控制三相九开关变换器驱动开绕组无刷直流电机实现转速、电流双闭环控制。

进一步的，步骤1)和步骤2)中得到的位置信息和给定电压送入PWM产生模块后，将其转换成α、β轴电压值以及三相电压U_a,U_b,U_c值。

进一步的，PWM产生模块采用PWM单管调制法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，采用三相九开关变换器与开绕组永磁无刷直流电机共同构成的驱动系统具有良好的匹配性，且三相九开关变换器的上下功率输出端口分别连接电机每一相绕组的两个端口，相比较传统的独立控制，开绕组结构电机两个端口之间存在更为严格的约束关系，利用电流传感器采集三相绕组的电流信号，利用霍尔传感器采集三相绕组的位置信号和转速信号，之后分别送入PI调节单元，构成速度外环和电流内环驱动控制系统，采集到的信息经过解析转换之后送入PWM产生模块，通过PWM调制，产生9路PWM信号来控制电机正常工作，相比于传统的开绕组系统，有更好的驱动性能，效率大大提高，成本也大大减少，具有优良的工作特性。

本发明一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统控制方法，利用电流传感器采集永磁无刷直流电机的电流信号，经转换选取其最大值作为其反馈电流，利用霍尔传感器采集位置信号和转速信号，转速信号经解析后转换成反馈转速，位置信号经解析后转换成角度信号，且最终都经PI控制器转换成电压，实现转速电流双闭环控制，由PWM产生模块输出九路PWM信号，分别驱动9个IGBT开关，将直流电源转换成三相电流和电压驱动电机进行工作，本发明在PWM调制中采取单管调制法，即在符合条件的电机驱动状态时对三相九开关逆变器中的一个进行调制，其余一直处于导通或关闭状态，此种调制法可以提高效率，调速性能可以大大得到改善。

进一步的，采用PWM单管调制法，即每次只对一个开关管进行调制，其余一直处于导通或闭合状态，安全可靠，简单方便。

附图说明

图1为本发明系统结构图。

图2为本发明系统控制方法控制框图。

图3为本发明为电压合成矢量示意图；

图4为本发明V₂V₀V₀状态下电流流向图。

图5为本发明实施例中三相电流的电流示意图。

图6为本发明PWM调制的基本原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1、图2所示，一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，包括开绕组永磁无刷直流电机、三相九开关变换器、直流电源、PI调节单元、PWM产生单元、霍尔传感器和电流传感器；PWM产生单元、霍尔传感器和电流传感器均连接于PI调节单元；PWM产生单元连接于三相九开关变换器的三相桥臂；

三相九开关变换器为相互并联的三相桥臂，每相桥臂均包含按顺序相连的三个功率开关管，每相桥臂的相邻两个功率开关管之间设有一个中性点，三相桥臂的直流侧并联连接公共直流电源，直流电源正极为U_d，负极为GND；三相九开关变换器的功率开关管均为IGBT开关；开绕组永磁无刷直流电机的三相绕组的两端分别连接三相九开关变换器，且开绕组永磁无刷直流电机的任一相绕组的两端连接三相九开关变换器的不同桥臂；

电流传感器用于采集开绕组永磁无刷直流电机的电流信号，将电流信号传送至PI调节单元，经PI调节单元转换选取其最大值作为其反馈电流；电流传感器连接于开绕组永磁无刷直流电机三相绕组端口；

霍尔传感器用于采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，将位置信号和转速信号传送至PI调节单元，转速信号经PI调节单元解析后转换成反馈转速，位置信号经PI调节单元解析后转换成角度信号，实现转速电流双闭环控制，PI调节单元将经过解析转换之后的信号送入PWM产生单元，通过PWM产生单元调制，由PWM产生单元输出九路PWM信号，分别驱动9个功率开关管，将直流电源转换成三相电流和电压驱动电机进行工作；

三相九开关变换器的第一相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₁、功率开关管T₂和功率开关管T₃，三相九开关变换器的第二相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₄、功率开关管T₅和功率开关管T₆，三相九开关变换器的第三相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₇、功率开关管T₈和功率开关管T₉；

开绕组永磁无刷直流电机定义为M，其一共有绕组A、绕组B和绕组C三个绕组，每个绕组有上下两个端口，绕组A上端口和下端口分别定义为a口和x口；绕组B上端口和下端口分别定义为b口和y口，绕组C上端口和下端口分别定义为c口和z口；

本发明中，采用连接方式为：a口连接在功率开关管T₁和功率开关管T₂之间，x口连接在功率开关管T₅和功率开关管T₆之间，b口连接在功率开关管T₄和功率开关管T₅之间，y口连接在功率开关管T₈和功率开关管T₉间，c口连接在功率开关管T₇和功率开关管T₈之间，z口连接在功率开关管T₂和功率开关管T₃之间。

如图2所示，一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法；包括以下步骤：

步骤1)、利用霍尔传感器采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，经过位置信号和转速信号解析后得到位置信号与反馈转速，将测得的反馈转速值与预设转速值作差构成转速偏差，并将转速偏差送入PI调节单元经过转换获得给定电流值；

步骤2)、利用电流传感器采集开绕组永磁无刷直流电机的电流信号，通过最大值函数变换取所测电流信号的最大值，将最大值设定为反馈电流值，通过给定电流值与反馈电流值作差得到电流误差，将电流误差送入PI调节单元通过转换输出的电压值设定为给定电压值；

步骤3)、将步骤2)得到的给定电压值与霍尔信号采集到的信号经位置解析成的电机转子的位置信号，送入PWM产生模块，经过PWM调制后产生9路PWM信号，分别驱动三相九开关变换器的九个功率开关，控制三相九开关变换器驱动开绕组无刷直流电机实现转速、电流双闭环控制。

步骤1)中，利用霍尔传感器采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，位置信号和转速信号经过PI调节单元解析后得到位置信息θ与反馈转速ω，将给预设转速值ω^*与反馈转速ω作差构成转速偏差，即其转速误差ω^*-ω＝e_ω，将转速误差送入PI调节单元经过转换获得给定电流值I_s ^*

K_pw比例系数；K_IW：积分系数；

步骤2)中，利用电流传感器采集开绕组永磁无刷直流电机的三相绕组电流i_a,i_b,i_c，通过最大值函数变换取所测三相电流的最大值，定义为I_s；

I_s＝Max(i_a,i_b,i_c)

将上述测量的三相电流的最大值I_s设定为反馈电流值，将定电流值I_s ^*与反馈电流值I_s作差得到电流误差I_s ^*-I_s＝e_s，最后经过PI调节器转换输出给定电压U_s ^*值：

K_PI：比例系数；K_II：积分系数；

步骤3)中，将步骤1)和步骤2)中得到的位置信息θ和给定电压U_s ^*送入PWM产生模块，经过PWM调制后产生PWM信号，分别驱动三相九开关变换器的各个功率开关管，控制三相九开关变换器驱动开绕组无刷直流电机实现转速、电流双闭环控制。

在将U_s ^*与θ送入PWM产生模块后，将其转换成α、β轴电压值以及三相电压U_a,U_b,U_c值。

采用PWM单管调制法，即每次只对一个开关管进行调制，其余一直处于导通或闭合状态。并且在采集到位置信号后，我们将其转化成扇区的形式，分别在每个扇区内对相对应的状态进行分析。在这里我们将所有组合分为6个扇区，即S₁～S₆，在每个扇区内对开关管的调制方法如下表：

实施例

功率开关管连接好之后，为保证每一相的三个功率开关管之间应注意以下约束关系：不能同时开通或关闭，至少必须有两管同时开通；具体的如下例所示：

定义每相桥臂上端功率开关管(上管)关、其余两个功率开关管开为桥臂的V₀状态；中间功率开关管(中管)关、其余两个功率开关管开为桥臂的V₁状态；下端功率开关管(下管)关、其余两个功率开关管开为桥臂的V₂状态；如表1所示：

表1为正常运行状态下桥臂开关组合

Vi	上管	中管	下管
				V0	0	1	1
V1	1	0	1
				V2	1	1	0

1)当桥臂的上管、中管、下管只选取一种状态时，三个桥臂组合各自只有三种：V₀V₀V₀，V₁V₁V₁，V₂V₂V₂。

2)两种状态下组合有3种，V₀V₁状态组合、V₀V₂状态组合、V₁V₂状态组合。在V₀V₁状态组合下，三个桥臂下管均开通V₀V₀V₁，V₀V₁V₀，V₁V₀V₀，V₀V₁V₁，V₁V₀V₁，V₁V₁V₀共6种，在这种情况下，电机的xyz短接连接电源负端；在V₀V₂状态组合下，有V₀V₀V₂，V₀V₂V₀，V₂V₀V₀，V₀V₂V₂，V₂V₀V₂，V₂V₂V₀共6种，每个桥臂的中管均接通，三相九开关变换器控制三相电机绕组可正常运行，同时进行工作；在V₁V₂状态组合下，有V₁V₁V₂，V₁V₂V₁，V₂V₁V₁，V₁V₂V₂，V₂V₁V₂，V₂V₂V₁共6种，此种情况下每个桥臂的上管均开通，电机的xyz短接连接电源正端。

3)在三种状态下，桥臂的组合方式有：V₀V₁V₂，V₀V₂V₁，V₁V₀V₂，V₁V₂V₀，V₂V₀V₁，V₂V₁V₀，其中V₀V₁V₂、V₁V₂V₀，V₂V₀V₁组合方式使电机短接，其余三种可使电机正常工作。

常用的组合有很多种，但我们为了有效的驱动电动机，让电动机正常运行，我们根据电机的运行状态，最终确定出6种电压矢量。其组合形式有V₀V₀V₂，V₀V₂V₀，V₂V₀V₀，V₀V₂V₂，V₂V₀V₂，V₂V₂V₀共6种；如表2所示，

表2为各个功率开关管状态

Vi	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9
										V2V0V0	1	1	0	0	1	1	0	1	1
V2V2V0	1	1	0	1	1	0	0	1	1
										V0V2V0	0	1	1	1	1	0	0	1	1
V0V2V2	0	1	1	1	1	0	1	1	0
										V0V0V2	0	1	1	0	1	1	1	1	0
V2V0V2	1	1	0	0	1	1	1	1	0

如图4所示，V₂V₀V₀状态下电流流向图；

如图3所示，在上述所采用的三相九开关逆变器控制电机正常运行的过程中，我们可以分别测得在所符合要求的6种状态中流过每相绕组的电流和电压，在测得电压之后，将三相电压转化到α，β轴上，转化公式如下所示：

A绕组的电流为i_a，流过B绕组的电流为i_b，流过C绕组的电流为i_c；并且假设至上而下为电流正向，从下而上为电流负向，定义直流电源两端的电压为U_d，则在各个状态电流电压的情况如表3所示：

表3

在上述6种组合的基础上，我们把每种组合定义为一个扇区，分别为S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，在测得各个状态的电流值之后，可以得到三相电流的电流示意图，如图5所示。

在霍尔传感器检测到信号经位置解析得到角度θ之后，送入PWM模块，转换成上述所示的6个扇区，与输入电压作用输出信号控制电机进行工作，角度与扇区转换方法如下表4所示：

表4

由上述定义的6个扇区，在每个扇区内，每种组合状态每个开关管状态表示如下表5:

表5

Vi	扇区	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8	T9
											V2V0V0	S1	PWM	1	0	0	1	1	0	1	1
V2V2V0	S2	1	1	0	1	1	0	0	1	PWM
											V0V2V0	S3	0	1	1	PWM	1	0	1	1	0
V0V2V2	S4	0	1	PWM	1	1	0	1	1	0
											V0V0V2	S5	0	1	1	0	1	1	PWM	1	0
V2V0V2	S6	1	1	0	0	1	PWM	1	1	0

如图6所示，PWM调制的基本原理图：

Δ＝U_s ^*-U_can，当Δ＞0时，转换为方波时输出高电平；当Δ＜0时，转换为方波时输出低电平；

PWM单管调制法：PWM是方波的序列，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同，在本发明中，采用PWM单管调制法，以此为理论基础，用脉冲宽度按方波变换的PWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的方波在相应区间内的面积相等，将位置信号与所求得的U_s ^*送入PWM产生模块，将U_s ^*所产生的锯齿波按等效冲量转化为方波，进而输出九路信号来控制电机的正常运行；

在单管调制过程中，在S₁扇区时，对T₁进行调制，电压和电流均为正值，经位置解析后的角度信号送入PWM模块中解析出来的波形为锯齿波输出电平为高电平；在S₂扇区时，对T₉进行调制，角度发生变化，电流和电压均变为零；在S₃扇区时，对T₄进行调制，电流和电压均负向增大，锯齿波完成一个周期的输出。在S₄扇区时，对T₃进行调制，开始进行另一个周期的输出，直至完成S₅(对T₇进行调制)、S₆(对T₆进行调制)扇区下所对应的组合状态。表2中T_I～T₉代表各组合状态下各开关管的状态，也代表输出的9路PWM信号。

根据电压平衡方程，写出各个状态下各绕组电压表示式：

V₂V₀V₀状态下，

式中：i_a,i_c表示三相电流；R_a,R_c表示电机三相绕组的电阻；e_a,e_c表示三相电动势；L表示三相绕组的电感。

V₂V₂V₀状态下，

式中：i_b,i_c表示三相电流；R_b,R_c表示电机三相绕组的电阻；e_b,e_c表示三相电动势；L表示三相绕组的电感。

V₀V₂V₀状态下，

式中：i_a,i_b表示三相电流；R_a,R_b表示电机三相绕组的电阻；e_a,e_b表示三相电动势；L表示三相绕组的电感。

其余三种情况表示式与上述三种表示式相同。

Claims (10)

1.一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，其特征在于，包括开绕组永磁无刷直流电机、三相九开关变换器、直流电源、PI调节单元、PWM产生单元、霍尔传感器和电流传感器；PWM产生单元、霍尔传感器和电流传感器均连接于PI调节单元；

三相九开关变换器为相互并联的三相桥臂，每相桥臂均包含按顺序相连的三个功率开关管，每相桥臂的相邻两个功率开关管之间设有一个中性点，三相桥臂的直流侧并联连接公共直流电源；开绕组永磁无刷直流电机的三相绕组的两端分别连接三相九开关变换器，且开绕组永磁无刷直流电机的任一相绕组的两端连接三相九开关变换器的不同桥臂；

电流传感器用于采集开绕组永磁无刷直流电机的电流信号，将电流信号传送至PI调节单元；

霍尔传感器用于采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，将位置信号和转速信号传送至PI调节单元；

PI调节单元用于信号接收并解析，PI调节单元将经过解析转换之后的信号送入PWM产生单元，通过PWM产生单元调制，由PWM产生单元输出九路PWM信号，分别驱动9个功率开关管，将直流电源转换成三相电流和电压驱动电机进行工作。

2.根据权利要求1所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，其特征在于，三相九开关变换器的功率开关管均为IGBT开关。

3.根据权利要求1所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，其特征在于，三相九开关变换器的第一相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₁、功率开关管T₂和功率开关管T₃，三相九开关变换器的第二相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₄、功率开关管T₅和功率开关管T₆，三相九开关变换器的第三相桥臂从上而下依次包括功率开关管T₇、功率开关管T₈和功率开关管T₉。

4.根据权利要求3所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统，其特征在于，开绕组永磁无刷直流电机有绕组A、绕组B和绕组C三个绕组，每个绕组有上下两个端口，绕组A上端口a口连接在功率开关管T₁和功率开关管T₂之间，绕组A下端口x口连接在功率开关管T₅和功率开关管T₆之间；绕组B上端口b口连接在功率开关管T₄和功率开关管T₅之间，绕组B下端口y口连接在功率开关管T₈和功率开关管T₉间；绕组C上端口c口连接在功率开关管T₇和功率开关管T₈之间；绕组C下端口z口连接在功率开关管T₂和功率开关管T₃之间。

5.一种基于权利要求1所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、利用霍尔传感器采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，经过位置信号和转速信号解析后得到位置信号与反馈转速，将测得的反馈转速值与预设转速值作差构成转速偏差，并将转速偏差送入PI调节单元经过转换获得给定电流值；

步骤2)、利用电流传感器采集开绕组永磁无刷直流电机的电流信号，通过最大值函数变换取所测电流信号的最大值，将最大值设定为反馈电流值，通过给定电流值与反馈电流值作差得到电流误差，将电流误差送入PI调节单元通过转换输出的电压值设定为给定电压值；

步骤3)、将步骤2)得到的给定电压值与霍尔信号采集到的信号经位置解析成的电机转子的位置信号，送入PWM产生模块，经过PWM调制后产生9路PWM信号，分别驱动三相九开关变换器的九个功率开关，控制三相九开关变换器驱动开绕组无刷直流电机实现转速、电流双闭环控制。

6.根据权利要求5所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，其特征在于，步骤1)中，利用霍尔传感器采集开绕组永磁无刷直流电机位置信号和转速信号，位置信号和转速信号经过PI调节单元解析后得到位置信息θ与反馈转速ω，将给预设转速值ω^*与反馈转速ω作差构成转速偏差，即其转速误差ω^*-ω＝e_ω，将转速误差送入PI调节单元经过转换获得给定电流值I_s ^*

K_pw比例系数；K_IW：积分系数。

7.根据权利要求6所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，其特征在于，步骤2)中，利用电流传感器采集开绕组永磁无刷直流电机的三相绕组电流i_a,i_b,i_c，通过最大值函数变换取所测三相电流的最大值，定义为I_s；

I_s＝Max(i_a,i_b,i_c)

将上述测量的三相电流的最大值I_s设定为反馈电流值，将定电流值I_s ^*与反馈电流值I_s作差得到电流误差I_s ^*-I_s＝e_s，最后经过PI调节器转换输出给定电压U_s ^*值：

K_PI：比例系数；K_II：积分系数。

8.根据权利要求5所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，其特征在于，步骤3)中，将步骤1)和步骤2)中得到的位置信息和给定电压送入PWM产生模块，经过PWM调制后产生PWM信号，分别驱动三相九开关变换器的各个功率开关管，控制三相九开关变换器驱动开绕组无刷直流电机实现转速、电流双闭环控制。

9.根据权利要求5所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中得到的位置信息和给定电压送入PWM产生模块后，将其转换成α、β轴电压值以及三相电压U_a,U_b,U_c值。

10.根据权利要求5所述的一种三相九开关开绕组永磁无刷直流电机控制系统的控制方法，其特征在于，PWM产生模块采用PWM单管调制法。