CN112910345A - 控制多相电机的方法 - Google Patents

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CN112910345A CN202011403597.6A CN202011403597A CN112910345A CN 112910345 A CN112910345 A CN 112910345A CN 202011403597 A CN202011403597 A CN 202011403597A CN 112910345 A CN112910345 A CN 112910345A
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P·卡科西莫斯
R·坎查恩
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Abstract

本公开的各实施例涉及控制多相电机的方法。一种借助n个功率转换器(3a、3b)控制3n相电机(7)的方法,n个功率转换器(3a、3b)各自由相应的控制器控制,并且每个功率转换器(3a、3b)被配置为向电机(7)的相应的三相组供电,其中该方法针对每个控制器包括:a)获得由控制器控制的电机(7)的三相组所测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2),b)估计由其他控制器控制的电机(7)的所有其他三相组的所有电流
Figure DDA0002813199040000011
c)使用向量空间分解(VSD)变换所测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2)以及所有所估计的电流
Figure DDA0002813199040000012
来获得一组VSD电流,以及d)基于VSD电流控制对应的功率转换器。

Description

控制多相电机的方法
技术领域
本公开一般涉及多相电机,并且特别地涉及控制多相电机的方法。
背景技术
在文献中,存在控制3n相机器的两种主要理论。这些理论是通常被称为双三相(DTP)以及向量空间分解(VSD)的理论。向量空间分解(VSD)的理论是借助多驱动器控制多相机器的综合方法。具体地说,VSD变换提供关于低次谐波的了解。因此,其能够使控制器消除这些低次谐波并且改善机器电流的质量。
使用VSD方法控制多相机器要求在机器电流中执行一些基本变换。VSD变换提供了基本频率和较低谐波相互正交的子空间。在双三相机器的情况下,六个所测量的电流通常由VSD变换首先变换到αβ、xy以及o1o2子空间,然后变换到dq域。αβ子空间是包含基波频率加h次谐波(h=12m±1且m=1,2,3…)的子空间,xy子空间是包含k次谐波(k=12l±5,l=0,1,2,3…,即5次谐波等)的子空间,并且o1o2子空间是所有零序谐波的子空间。例如在6相电机的情况下,如果两个中性点未连接,那么3次谐波为零,如果中性点连接,那么o1o2子空间是3次谐波的子空间。
通过使用几个平行的比例积分调节器,可以计算每个不同谐波子空间的电压参考。针对要应用的VSD变换,需要所有机器电流的信息。因此,需要接收所测量的电流并生成电压参考或者控制信号的中央控制器。此后,每个驱动器接收控制信号并且独立地产生开关脉冲。
发明内容
由于上述原因,VSD方法不能被应用于需要主-从配置以改善冗余的情况。高带宽的通信链路需要交换关于从主到从以及从从到主的相电流的信息。此外,当主控制器发生故障时,(多个)其余的驱动器不能继续操作和驱动电机健康的(多个)绕组组,因为机器是中央控制的。
鉴于上述情况,本公开的目标是提供控制多相电机的方法,以解决或至少减轻现有技术的问题。
因此根据本公开的第一方面,提供了借助n个功率转换器控制3n相电机的方法,n个功率转换器各自由相应的控制器控制,并且每个功率转换器被配置为向电机的相应的三相组供电,其中该方法针对每个控制器包括:a)仅获得由相应的控制器控制的电机的该三相组测量的电流,b)估计由其他控制器控制的电机的所有其他三相组的所有电流,c)使用向量空间分解(VSD)变换所测量的电流以及所有所估计的电流来获得一组VSD电流,以及d)基于VSD电流控制对应的功率转换器。
因此,即使当使用主从配置时,3n相电机绕组组之间的耦合效应可以被最小化。此外,功率转换器可以独立地操作,而不需要中央控制器或通信链路。此外,提高了主控制器不操作时的容错性,并且使电流能够共享。
所估计的电流是与由其他控制器控制的所有其他三相组对应的分量。所估计的电流可以由转子参考系或定子参考系中的向量表示。
根据一个实施例,在步骤b)中的所有电流使用通过VSD变换和所测量的电流获得的针对所有功率转换器的基本频率子空间的电流参考向量来估计,以获得所估计的电流。
根据一个实施例,所估计的电流是通过从被变换到定子参考系的基本频率子空间的电流参考向量减去所测量的电流并乘以n而获得的。
一个实施例包括将所测量的电流和所估计的电流变换到定子参考系并在步骤c)中使用这些电流以获得VSD电流。
一个实施例包括将VSD电流与设定点电流值组合以获得控制误差,并且基于控制误差获得控制信号,其中在步骤d)中该控制基于控制信号。
一个实施例包括使用逆VSD将控制信号从转子参考系变换到abc参考系,以获得仅针对所讨论的控制器的abc参考系中的控制信号。
根据一个变体,可能存在中间步骤,将控制信号从转子参考系变换到定子参考系,并且使用逆VSD将控制信号从定子参考系变换到abc参考系。
根据一个实施例,n等于2。
根据一个实施例,在步骤a)中所获得的所测量的电流仅是由相应的控制器控制的电机的该三相组的电流。
根据实施例,针对每个控制器的方法还包括:获得由其他控制器或多个控制器控制的电机的该三相组的测量的电流,将由其他控制器或多个控制器控制的电机的该三相组的所测量的电流之和与所估计的电流之和进行比较,以及基于所测量的电流与所估计的电流相差超过阈值,得出存在故障的结论。
在n大于2的实施例中,所有3*(n-1)个绕组的电流可以合计到一起来估计。然后可以基于功率转换器的功率分享来分享所估计的合计电流,这在所有控制器中都是已知的。因此所估计的合计电流的向量分量可以基于功率转换器的功率分享而被标识并与不同的功率转换器相关联。基于该标识和关联,可以在步骤c)中执行VSD变换。
根据本公开的第二方面,提供了包括计算机代码的计算机程序,计算机代码当由控制系统的处理电路装置执行时,使得控制系统执行根据第一方面的方法的步骤。
根据第二方面,提供了用于借助n个功率转换器控制3n相电机的系统,每个功率转换器被配置为控制相应的三相组,其中控制系统包括n个控制器,n个控制器各自被配置为通过执行第一方面的方法的步骤来控制相应的功率转换器。
根据第三方面,提供了电机系统,包括:3n相电机,n个功率转换器,被配置为被连接到电机,以控制电机的相应的三相组,以及根据第二方面的控制系统,其中n个控制器中的每个控制器被配置为控制相应的功率转换器。
通常,权利要求中使用的所有术语应该根据其在技术领域中的常见含义来解释,除非本文另外明确定义。所有对“一/一个/该元件、装置、部件、方法等”的参考应该被公开解释为“元件、装置、部件、方法等”至少一个实例,除非另外明确说明。
附图说明
现在将通过实例参考附图来描述本发明概念的具体实施例,其中:
图1示意性地示出了用于控制电机的控制系统;以及
图2示意性地示出了电机系统中的控制系统的框图。
具体实施方式
现在本文下面将参考附图更全面地描述本发明概念,其中示出了示例性实施例。然而,本发明概念以许多不同的形式呈现并且不应该被解释为限于本文所提出的实施例;相反,这些实施例是通过示例提供的,使得本公开彻底和完全,并且向本领域的技术人员完全传达本发明概念的范围。贯穿本说明书,类似的数字指示类似的元件。
图1示出了借助n个功率转换器(诸如n个驱动器)控制具有定子和转子的多相电机(诸如多相电动机或多相发电机)的控制系统1的示例。多相电机意味着具有多于三个电相的电机。多相电机可以是3n相机器,其中n是等于或大于2的整数。电机可以是同步机器或异步机器。
控制系统1包括多个控制器C1至Cn。每个控制器C1至Cn被配置为借助相应的功率转换器控制多相电机的相应相组。每个控制器C1至Cn例如可以被配置为控制多相电机的相应三相组。
控制系统1包括处理电路装置。控制器C1至Cn例如可以借助处理电路装置实现。根据处理电路装置的类型,控制系统还可以包括一个或多个存储介质。一个或多个存储介质3包括计算机代码,计算机代码当由处理电路装置执行时,使得控制系统1执行本文描述的方法的步骤。
处理电路装置例如可以使用适当的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等中的一个或多个的任何组合,能够执行本文公开的关于借助n个功率转换器控制电机的操作。
该/每个存储介质例如可以作为存储器呈现,诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),以及更特别地,在外部存储器中的设备的非易失性存储介质,诸如USB(通用串行总线)存储器或闪存,诸如紧凑型闪存。
每个控制器C1至Cn可以包括通信接口,该通信接口包括输入设备和输出设备。该输入设备被配置为接收由所讨论的控制器控制的电机的电相的相应的所测量的电流。针对每个控制器,所测量的电流可以从一个或多个电流传感器获得,该电流传感器被布置为测量电机对应的电相的电流。所测量的电流通常是定子电流。该控制器被配置为处理相应的测量的电流以获得控制信号。每个输出设备被配置为发送控制信号以控制相应的功率转换器。
图2在以功能块示出了控制系统1的实现的示例。功能块可以在软件和/或硬件中实现。控制系统1被配置为控制n个功率转换器3a、3b,功率转换器3a、3b被配置为控制电机7。控制系统1、n个功率转换器以及电机7形成电机系统9。
在图2中的示例中,控制系统1包括恰好两个控制器C1和C2和恰好两个功率转换器3a和3b。在图2中的示例中的电机系统9是3*2相电机,即6相电机。控制系统1备选地可以包括两个以上的控制器和对应数目的功率转换器。
每个控制器C1和C2被配置为控制相应的功率转换器3a和3b。第一控制器C1被配置为控制第一功率转换器3a。第一功率转换器3a被配置为控制三电相组。第二控制器C2被配置为控制第二功率转换器3b。第二功率转换器3b被配置为控制与第一功率转换器3a所控制的组分离的三电相组。
控制系统1被配置为基于VSD方法控制电机7。VSD方法允许描述多相电机中某些奇次谐波的动态特性。某些奇次谐波包括基本频率(即1次谐波)、3次谐波、5次谐波等,如果m是奇数,则直到相数m,或者如果m是偶数,则直到相数减一,即m-1。
多个电流传感器可以被配置为测量电机7的3n相的每相中的相电流i1、i2、…、i3n。被配置为测量由第一控制器C1控制的相组的相电流的电流传感器被配置为将所测量的电流发送给第一控制器C1。被配置为测量由第一控制器C1控制的相组的相电流的电流传感器可以被配置为将所测量的电流ia,1、ib,1以及ic,1仅发送给第一控制器C1。
被配置为测量由第二控制器C2控制的相组的相电流的电流传感器被配置为将所测量的电流ia,2、ib,2以及ic,2发送给第二控制器C2。被配置为测量由第二控制器C2控制的相组的相电流的电流传感器可以被配置为将所测量的电流仅发送给第二控制器C2。
在图2中在线5竖直上方的块15a至23a与在线5竖直下方的块15b至23b完全独立地操作,除了他们彼此共享转矩或速度参考以寻找电流参考。
第一控制器C1包括第一控制器第一变换块11a。第二控制器C2包括第二控制器第一变换块11b。这些变换块11a和11b具有相同的功能。
第一控制器第一变换块11a被配置为仅获得以及将所测量的电流ia,1、ib,1以及ic,1(即第一控制器C1控制的该三相组的相电流)变换到转子参考系(即dq系)。因此获得该相组的转子参考系电流id,1、iq,1以及io,1。io,1是指由第一控制器3a控制的该绕组组的零序电流。
第二控制器第一变换块11b被配置为仅获得以及将所测量的电流ia,2、ib,2以及ic,2(即第二控制器C2控制的该三相组的相电流)变换到转子参考系(即dq系)。因此获得该相组的转子参考系电流id,2、iq,2以及io,2。io,2是指由第二控制器3b控制的该绕组组的零序电流。
上述变换还基于电机7的电角度θm。
第一控制器C1包括第一电流估计器13a。第二控制器C2包括第二电流估计器13b。第一电流估计器13a被配置为与第一控制器C1控制的三相组相比估计电机7的所有其他三相组的所有电流。然而,在该示例中,第一电流估计器13a被配置为在定子参考系或转子参考系中估计由电流传感器发送给第二控制器C2的所测量的电流ia,2、ib,2以及ic,2。
第二电流估计器13b被配置为与第二控制器C2控制的三相组相比估计电机7的所有其他三相组的所有电流。然而,在该示例中,第二电流估计器13b被配置为在定子参考系或转子参考系中估计由电流传感器发送给第一控制器C1的所测量的电流ia,1、ib,1以及ic,1。
电流估计可以基于以下等式,该等式提供了VSD与DTP方法之间的关系:
Figure BDA0002813199020000071
其中
Figure BDA0002813199020000077
是指在定子参考系中所有电流的基本频率子空间的电流向量。在该等式中,
Figure BDA0002813199020000072
被选择为被变换到定子参考系的
Figure BDA0002813199020000073
Figure BDA0002813199020000074
是在转子参考系中的基本频率子空间的电流参考向量,即在转子参考系(即dq系)中的αβ子空间的电流参考向量。
Figure BDA0002813199020000075
是定子参考系(即αβ系)中的第i组所测量的电流的电流向量。因此该电流向量不在VSD域中。因此变换到定子参考系的基本频率子空间的电流参考向量
Figure BDA0002813199020000076
等于n个控制器中的每个控制器在定子参考系中所测量的电流之和除以n。
在本示例中,其中n=2,该和中的项中的一项已知是来自第一控制器第一变换块11a或来自第二控制器第一变换块11b的输出,这取决于所考虑的是第一电流估计器13a和第二电流估计器13b中的哪一个。
针对第一电流估计器13a,该和中i=1的项是被变换到定子参考系的idq,1。向量idq,1由定子参考系电流id,1、iq,1以及io,1组成。可以基于电角度θm执行从定子参考系到转子参考系的变换,该电角度θm是对电流估计器13a和13b两者的输入。在这种情况下未知的项是该和中i=2的分量。
针对第二电流估计器13b,该和中i=2的项是被变换到定子参考系的idq,2。向量idq,2由定子参考系电流id,2、iq,2以及io,2组成。在这种情况下未知的项是该和中i=1的分量。
因此,借助上述等式,由第二控制器C2控制的该三相组的所有电流可以通过第一控制器C1估计,并且由第一控制器C1控制的该三相组的所有电流可以通过第二控制器C2估计。
第一电流估计器13a被配置为将所有所估计的电流变换到定子参考系。第二电流估计器13b被配置为将所有所估计的电流变换到转子参考系。
在从定子参考系变换到转子参考系之后,从第一电流估计器13a所估计的电流被表示为
Figure BDA0002813199020000081
。在从定子参考系变换到转子参考系之后,从第二电流估计器13b所估计的电流被表示为
Figure BDA0002813199020000082
从第一电流估计器13a所估计的电流
Figure BDA0002813199020000083
和与第一控制器C1相关联的转子参考系电流id,1、iq,1以及io,1共同被提供给第一VSD变换块15a。第一VSD变换块15a如果被配置为使用VSD变换来变换这些电流,则获得VSD电流组。第一功率转换器3a的控制是基于从第一VSD变换块15a获得的该VSD电流组。
从第二电流估计器13b所估计的电流
Figure BDA0002813199020000084
和与第二控制器C2相关联的转子参考系电流id,2、iq,2以及io,2共同被提供给第二VSD变换块15b。第二VSD变换块15b如果被配置为使用VSD变换来变换这些电流,则获得VSD电流组。第二功率转换器3b的控制是基于从第二VSD变换块15b获得的该VSD电流组。
VSD电流从第一VSD变换块15a被发送到相应的第一组合器17a以将每个VSD电流与VSD域中(即在对应的子空间中)对应的设定点电流值组合。例如,设定点电流值i*d,αβ是指转子参考系中电流的d分量的VSD变换的αβ子空间中的设定点电流值。每个第一组合器17a确定对应的VSD电流与对应的设定点电流值之间的差以获得控制误差。
VSD电流从第二VSD变换块15b被发送到相应的第二组合器17b以将每个VSD电流与VSD域中(即在对应的子空间中)对应的设定点电流值组合。被提供给第二组合器17b的设定点电流值与第一组合器17a的设定点电流值相同。
每个第二组合器17b确定对应的VSD电流与对应的设定点电流值之间的差以获得控制误差。
来自第一组合器17a的控制误差被提供给相应的第一电流控制器19a。第一电流控制器19a可以是比例积分(PI)调节器。第一电流控制器19a处理来自第一组合器17a的控制误差以获得相应的控制信号。在本示例中控制信号是电压参考。例如,
Figure BDA0002813199020000091
是指αβ子空间中的d分量电压参考,并且
Figure BDA0002813199020000092
是指xy子空间中的d分量电压参考。
来自第二组合器17b的控制误差被提供给相应的第二电流控制器19b。第二电流控制器19b可以是PI调节器。第二电流控制器19b处理来自第二组合器17b的控制误差以获得相应的控制信号。在该示例中控制信号是电压参考。
第一电流控制器19a和第二电流控制器19b可以被配置为彼此完全独立地操作。
示例性的控制系统1包括第一逆变换块21a和第二逆变换块21b。第一逆变换块21a被配置为将由第一电流调节器19a输出的电压参考变换到定子参考系。参考电压在该阶段仍然在VSD域中。因此,来自第一逆变换块21a的输出是αβ子空间中定子参考系中的电压参考
Figure BDA0002813199020000093
、xy子空间中定子参考系中的电压参考
Figure BDA0002813199020000094
以及o1o2子空间中定子参考系中的电压参考
Figure BDA0002813199020000095
第二逆变换块21b被配置为将由第二电流控制器19b输出的电压参考变换到定子参考系。参考电压在该阶段仍然在VSD域中。因此,来自第二逆变换块21b的输出是αβ子空间中定子参考系中的电压参考
Figure BDA0002813199020000101
、xy子空间中定子参考系中的电压参考
Figure BDA0002813199020000102
以及o1o2子空间中定子参考系中的电压参考
Figure BDA0002813199020000103
第一逆变换块21a可以被配置为执行派克逆变换。第二逆变换块21b可以被配置为执行派克逆变换。
从第一逆变换块21a获得的定子参考系中的电压参考被提供给第一逆VSD变换块23a,该第一逆VSD变换块23a被配置为将电压参考从VSD域变换到abc参考系,以获得由第一功率转换器3a控制的相的abc电压参考
Figure BDA0002813199020000104
Figure BDA0002813199020000105
以及
Figure BDA0002813199020000106
。abc电压参考
Figure BDA0002813199020000107
Figure BDA0002813199020000108
以及
Figure BDA0002813199020000109
被提供给第一控制器3a,这基于abc电压参考
Figure BDA00028131990200001010
Figure BDA00028131990200001011
以及
Figure BDA00028131990200001012
控制电机7的对应的三相组。特别地,abc电压参考
Figure BDA00028131990200001013
Figure BDA00028131990200001014
以及
Figure BDA00028131990200001015
被用于调制第一控制器3a的开关以生成电压ua,1、ub,1以及uc,1,用于控制由第一控制器3a控制的该绕组组。
从第二逆变换块21b获得的定子参考系中的电压参考被提供给第二逆VSD变换块23b,该第二逆VSD变换块23b被配置为将电压参考从VSD域变换到abc参考系,以获得由第二功率转换器3b控制的相的abc电压参考
Figure BDA00028131990200001019
Figure BDA00028131990200001020
以及
Figure BDA00028131990200001021
。abc电压参考
Figure BDA00028131990200001022
Figure BDA00028131990200001023
以及
Figure BDA00028131990200001024
被提供给第二控制器3b,这基于abc电压参考
Figure BDA00028131990200001025
Figure BDA00028131990200001026
以及
Figure BDA00028131990200001027
控制电机7的相应三相组。特别地,abc电压参考
Figure BDA00028131990200001028
Figure BDA00028131990200001029
以及
Figure BDA00028131990200001030
被用于调制第一控制器3a的开关以生成电压ua,2、ub,2以及uc,2,用于控制由第二控制器3b控制的该绕组组。
根据一个变体,每个控制器可以获得与其他控制器相关联的测量的电流。例如这可以借助控制器之间的通信链路(诸如低带宽通信链路)实现。这些测量的电流之和可以与所估计的电流之和比较。控制系统可以被配置为基于所测量的电流与所估计的电流相差超过阈值,得出电机或通信链路中存在故障的结论。
例如,如果绕组组中存在故障,则控制器可以通过重复估计除了一组绕组以外的所有绕组的电流之和来检测故障的绕组,每次都将一组绕组的电流排除在等式之外。通过比较所估计的电流之和与所测量的电流之和,可以定位故障的绕组。
上文已经参考一些示例主要描述了本发明概念。然而,如本领域的技术人员容易理解的,除了上文公开的实施例以外的其他实施例在由所附权利要求定义的本发明概念的范围内是同样可能的。

Claims (12)

1.一种借助n个功率转换器(3a、3b)控制3n相电机(7)的方法,所述n个功率转换器(3a、3b)各自由相应的控制器(C1、…、Cn)控制,并且每个功率转换器(3a、3b)被配置为向所述电机(7)的相应的三相组供电,其中所述方法针对每个控制器(C1、…、Cn)包括:
a)获得由所述相应的控制器(C1、…、Cn)控制的所述电机(7)的所述三相组的测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2),
b)估计由其他控制器(C1、…、Cn)控制的所述电机(7)的所有其他三相组的所有电流
Figure FDA0002813199010000011
c)使用向量空间分解(VSD)变换所测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2)以及所有所估计的电流
Figure FDA0002813199010000012
来获得一组VSD电流,以及
d)基于所述VSD电流,控制对应的功率转换器(3a、3b)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤b)中所有所述电流使用通过VSD变换和所测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2)获得的针对所有所述功率转换器(3a、3b)的基本频率子空间的电流参考向量
Figure FDA0002813199010000013
来估计,以获得所估计的电流
Figure FDA0002813199010000014
3.根据权利要求2所述的方法,其中所估计的电流是通过从被变换到定子参考系的所述基本频率子空间的所述电流参考向量
Figure FDA0002813199010000015
减去所述测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2)、并乘以n而获得的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括:将所测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2)和所估计的电流变换到定子参考系,并且在步骤c)中使用的这些电流以获得所述VSD电流。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括:将所述VSD电流与设定点电流值组合以获得控制误差,并且基于所述控制误差获得控制信号,其中在步骤d)中所述控制基于所述控制信号。
6.根据权利要求5所述的方法,包括:使用逆VSD将所述控制信号从转子参考系变换到abc参考系,以获得仅针对所讨论的控制器的所述abc参考系中的所述控制信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中n等于2。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在步骤a)中所获得的所测量的电流(ia,1、ib,1、ic,1、ia,2、ib,2、ic,2)仅是由所述相应的控制器(C1、…、Cn)控制的所述电机(7)的所述三相组的电流。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述方法针对每个控制器(C1、…、Cn)还包括:
获得由所述其他控制器或多个控制器控制的所述电机的所述三相组的测量的电流,
将由所述其他控制器或多个控制器(C1、…、Cn)控制的所述电机(7)的所述三相组的所述测量的电流之和与所估计的电流之和进行比较,以及
基于所测量的电流与所估计的电流相差超过阈值,得出存在故障的结论。
10.一种计算机程序,包括计算机代码,所述计算机代码当由控制系统(1)的处理电路装置执行时,使得所述控制系统(1)执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的所述步骤。
11.一种控制系统(1),用于借助n个功率转换器(3a、3b)控制3n相电机(7),每个功率转换器(3a、3b)被配置为控制相应的三相组,其中所述控制系统(1)包括n个控制器(C1、…、Cn),所述n个控制器(C1、…、Cn)各自被配置为通过执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤来控制相应的功率转换器(3a、3b)。
12.一种电机系统(9),包括:
3n相电机(7),
n个功率转换器(3a、3b),被配置为被连接到所述电机(7),以控制所述电机(7)的相应的三相组,以及
根据权利要求11所述的控制系统(1),其中所述n个控制器(C1、…、Cn)中的每个控制器被配置为控制相应的功率转换器(3a、3b)。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114584029B (zh) * 2022-05-07 2022-07-22 电子科技大学(深圳)高等研究院 抑制对称六相交流电机零序电流的方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1339871A (zh) * 2000-08-18 2002-03-13 Lg产电株式会社 感应电动机的无传感器矢量控制系统及方法
US20040075406A1 (en) * 2002-07-26 2004-04-22 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Motor driving control device
CN102111102A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 株式会社电装 具有改进的相电流的相位可控性的发电机
CN106105017A (zh) * 2014-03-14 2016-11-09 日立汽车系统株式会社 电动机的控制装置及控制方法
CN107070361A (zh) * 2017-03-30 2017-08-18 沈阳工业大学 一种降低六相电动机共模电压的svpwm控制方法
CN107565871A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 西门子公司 用于发电机的控制布置
CN109617496A (zh) * 2019-02-18 2019-04-12 哈尔滨工程大学 一种基于同轴线双矢量合成中间矢量的六相svpwm方法
CN109713976A (zh) * 2019-02-22 2019-05-03 清华大学 十二相永磁同步电机无速度传感器控制方法及装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9712096B2 (en) * 2014-04-28 2017-07-18 Mitsubishi Electric Corporation Control apparatus and control method for AC rotary machine, and electric power steering apparatus
US10075107B2 (en) * 2015-11-03 2018-09-11 Nxp Usa, Inc. Method and apparatus for motor lock or stall detection
DE102018207583A1 (de) * 2018-05-16 2019-11-21 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren, Computerprogrammprodukt und System zum Betreiben einer Asynchronmaschine sowie Asynchronmaschine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1339871A (zh) * 2000-08-18 2002-03-13 Lg产电株式会社 感应电动机的无传感器矢量控制系统及方法
US20040075406A1 (en) * 2002-07-26 2004-04-22 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Motor driving control device
CN102111102A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 株式会社电装 具有改进的相电流的相位可控性的发电机
CN106105017A (zh) * 2014-03-14 2016-11-09 日立汽车系统株式会社 电动机的控制装置及控制方法
CN107565871A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 西门子公司 用于发电机的控制布置
CN107070361A (zh) * 2017-03-30 2017-08-18 沈阳工业大学 一种降低六相电动机共模电压的svpwm控制方法
CN109617496A (zh) * 2019-02-18 2019-04-12 哈尔滨工程大学 一种基于同轴线双矢量合成中间矢量的六相svpwm方法
CN109713976A (zh) * 2019-02-22 2019-05-03 清华大学 十二相永磁同步电机无速度传感器控制方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IVAN ZORIC: "Arbitrary Power Sharing Among Three-Phase Winding Sets of Multiphase Machines", 《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS》, vol. 65, no. 2, pages 1128 - 1139, XP055691979, DOI: 10.1109/TIE.2017.2733468 *

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