CN118041164A - 一种多绕组母线电压平衡的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多绕组母线电压平衡的控制方法和装置。多绕组母线电压平衡的控制方法包括：获取各个绕组的母线电压；根据各个绕组的母线电压，确定各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压。本发明实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法和装置，能够保证控制可靠性。

Description

一种多绕组母线电压平衡的控制方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及电压控制技术，尤其涉及一种多绕组母线电压平衡的控制方法和装置。

背景技术

对于电机如多绕组变频调速一体机，由于存在体积小、重量轻、电磁干扰小、系统电压高、使用成本低等诸多优点，逐渐替代了“变频器+电机”的驱动模式,成为新的变频驱动模式。多绕组变频调速一体机的调速系统具有多个绕组冗余结构，相同电压功率条件下，相较于传统电机，多绕组电机单个绕组电流低等优点使得多绕组变频调速一体机脱颖而出。在多绕组变频调速一体机的控制中，多绕组母线电压平衡控制是重要部分。

目前，现有的多绕组母线电压平衡的控制方法，通常由一个速度控制器进行控制，速度控制器输出作为多个绕组的转矩环给定量，由于速度环的输出给多个绕组的转矩给定是相同的，理论上的多绕组输出功率平衡，即实现多绕组的母线电压平衡，但在实际运行过程中各绕组的母线电压并不平衡，影响控制可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种多绕组母线电压平衡的控制方法和装置，以保证控制可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种多绕组母线电压平衡的控制方法，包括：

获取各个绕组的母线电压；

根据所述各个绕组的母线电压，确定所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；

根据所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定所述各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡所述各个绕组的母线电压。

可选的，所述根据所述各个绕组的母线电压，确定所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，包括：

将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值；

将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值作为所述电压偏差值。

可选的，所述根据所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定所述各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡所述各个绕组的母线电压，包括：

将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量；

根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压。

可选的，所述将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量，包括：

通过所述PI控制器将所述电压偏差值转换为电流偏差值，并将预设给定标准电流与所述电流偏差值作差，得到电流修正值；

将所述电流修正值作为所述转矩电流给定调节量。

可选的，所述根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压，包括：

根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的转矩电流，通过调节所述转矩电流调节对应绕组的转矩，以调节对应绕组的母线电压。

可选的，所述母线电压小于预设给定标准电压时，所述转矩电流给定调节量为负值；所述母线电压大于预设给定标准电压时，所述转矩电流给定调节量为正值。

可选的，所述绕组为电机绕组，所述电机为四绕组一体机。

第二方面，本发明实施例提供了一种多绕组母线电压平衡的控制装置，包括：

电压获取模块，用于获取各个绕组的母线电压；

偏差确定模块，用于根据所述各个绕组的母线电压，确定所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；

电压平衡模块，用于根据所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定所述各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡所述各个绕组的母线电压。

可选的，所述偏差确定模块包括：

差值确定单元，用于将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值；

偏差确定单元，用于将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值作为所述电压偏差值。

可选的，所述电压平衡模块包括：

电流确定单元，用于将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量；

电压平衡单元，用于根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压。

本发明实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法和装置，该控制方法包括：获取各个绕组的母线电压；根据各个绕组的母线电压，确定各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压。本发明实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法和装置，根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压，各个绕组对应的电压偏差值可能不同，通过绕组各自对应的电压偏差值平衡绕组的母线电压，解决了现有技术中由一个速度控制器的输出量控制各绕组的母线电压带来各绕组的母线电压仍然不平衡的问题，从而保证控制可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种多绕组母线电压平衡的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种多绕组母线电压平衡的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种电压控制环路的结构框图；

图4是本发明实施例二提供的一种PI控制器的结构框图；

图5是本发明实施例三提供的一种多绕组母线电压平衡的控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种多绕组母线电压平衡的控制方法的流程图，本实施例可适用于对电机绕组的母线电压进行平衡控制等方面，该方法可以由多绕组母线电压平衡的控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的形式实现，该装置可以集成在电子设备如计算机中，该方法具体包括如下步骤：

步骤110、获取各个绕组的母线电压。

其中，绕组的母线电压为电机绕组的母线电压，电机M为多绕组电机，各个绕组的母线电压可以通过电压采集电路采集，多绕组母线电压平衡的控制装置与电压采集电路电连接，以获取各个绕组的母线电压。

步骤120、根据各个绕组的母线电压，确定各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值。

具体的，各个绕组的母线电压在理论上数值相同，但在实际运行过程中各个绕组的母线电压并不完全相同。以四绕组为例，预设给定标准电压可以是1/4Udc，Udc为主母线电压，各个绕组的母线电压在理论上为1/4Udc，但在实际运行过程中可能小于1/4Udc，也可能大于1/4Udc。将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到电压偏差值。

步骤130、根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压。

具体的，将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量，根据转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压，以实现各多绕组母线电压平衡。

需要说明的是，上述预设标准电压的具体数值可根据实际控制需求确定，在此不做限定。

本实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法，包括：获取各个绕组的母线电压；根据各个绕组的母线电压，确定各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压。本实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法，根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压，各个绕组对应的电压偏差值可能不同，通过绕组各自对应的电压偏差值平衡绕组的母线电压，解决了现有技术中由一个速度控制器的输出量控制各绕组的母线电压带来各绕组的母线电压仍然不平衡的问题，从而保证控制可靠性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种多绕组母线电压平衡的控制方法的流程图，本实施例可适用于对电机绕组的母线电压进行平衡控制等方面，该方法可以由多绕组母线电压平衡的控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的形式实现，该装置可以集成在电子设备如计算机中，该方法具体包括如下步骤：

步骤210、获取各个绕组的母线电压。

示例性地，绕组为电机绕组，电机为四绕组一体机。绕组的母线电压为电机绕组的母线电压，电机为多绕组电机，各个绕组的母线电压可以通过电压采集电路采集，多绕组母线电压平衡的控制装置与电压采集电路电连接，以获取各个绕组的母线电压。

步骤220、将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值。

具体的，各个绕组的母线电压在理论上数值相同，但在实际运行过程中各个绕组的母线电压并不完全相同。以四绕组为例，预设给定标准电压可以是1/4Udc，Udc为主母线电压，各个绕组的母线电压在理论上为1/4Udc，但在实际运行过程中可能小于1/4Udc，也可能大于1/4Udc。将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到差值。

步骤230、将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值作为电压偏差值。

步骤240、将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量。

示例性地，图3是本发明实施例二提供的一种电压控制环路的结构框图。参考图3，通过绕组对应的PI控制器(各绕组均对应有各自的PI控制器)将电压偏差值转换为电流偏差值，并将预设给定标准电流(由速度给定SR和速度反馈SF传输至速度环ASR再经过MTPA(Maximum Torque per Ampere，最大转矩电流比)控制确定)与电流偏差值作差，得到电流修正值iqR，将电流修正值作为转矩电流给定调节量。另外，图3中的电流为d-q轴电流，上述电流修正值iqR为q轴电流修正值，d-q轴电流还包括q轴电流反馈iqF，d轴电流给定idR和d轴电流反馈idF，上述d-q轴电流传输至电流环ACR。

步骤250、根据转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压。

具体的，根据转矩电流给定调节量，调节对应绕组的转矩电流，通过调节转矩电流调节对应绕组的转矩，以调节对应绕组的母线电压。进一步地，母线电压小于预设给定标准电压时，转矩电流给定调节量为负值；母线电压大于预设给定标准电压时，转矩电流给定调节量为正值。

示例性地，图4是本发明实施例二提供的一种PI控制器的结构框图。参考3和图4，当出现某种因素导致四绕组母线电压不平衡时，母线电压给定即预设给定标准电压VdcR与母线电压反馈VdcF即绕组的母线电压出现偏差，偏差值传给四个母线电压平衡PI控制器，PI控制器将输出转矩电流补偿量补偿对应绕组的给定转矩。转矩电流与电机输出功率有直接的联系，以异步电机转子磁场定向的矢量控制为例，电机的输出转矩为：T_e＝n_pΨi_qL_m/L_r，由上式可知，除电机电感互感参数外，当磁通恒定时，电磁转矩正比于电枢电流，控制电枢电流即可控制电磁转矩。同时输出功率P＝Te*ω，即相同速度的情况下输出转矩越大，输出功率越大，调整电机的转矩电流可调整各绕组的输出功率，即调整各绕组从各自母线汲取能量电压的大小，以达到控制四绕组母线电压平衡的目的。以1/4Udc(主母线电压的四分之一)为母线控制环路的给定，当绕组反馈母线电压大于1/4Udc时，PI控制器输出一个正调节量增加该绕组的转矩电流给定，从而增加该绕组从母线吸取能量，达到降低该绕组母线电压的效果。反之当绕组反馈母线电压小于1/4Udc时，PI控制器输出一个负调节量减小该绕组的转矩电流给定，从而降低该绕组从母线吸取能量，达到上升该绕组母线电压的效果。母线反馈电压小于或大于1/4Udc时，PI控制器输出调整量以调整对应绕组的给定转矩电流，从而动态平衡各绕组的母线电压。PI控制参数整定合适，控制环路的稳定性、准确性、快速性较好，动态调整四绕组母线电压平衡的控制方法可行且高效。

需要说明的是，本实施例中预设给定标准电压的具体数值和预设给定标准电流的具体数值均可根据实际控制需求确定，在此不做限定。

本实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法，根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压，各个绕组对应的电压偏差值可能不同，通过绕组各自对应的电压偏差值平衡绕组的母线电压，解决了现有技术中由一个速度控制器的输出量控制各绕组的母线电压带来各绕组的母线电压仍然不平衡的问题，从而保证控制可靠性。

实施例三

图5是本发明实施例三提供的一种多绕组母线电压平衡的控制装置的结构框图。参考图5，多绕组母线电压平衡的控制装置包括：电压获取模块310、偏差确定模块320和电压平衡模块330。其中，电压获取模块310用于获取各个绕组的母线电压；偏差确定模块320用于根据各个绕组的母线电压，确定各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；电压平衡模块330用于根据各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡各个绕组的母线电压。

在上述实施方式的基础上，偏差确定模块320包括：差值确定单元和偏差确定单元；其中，差值确定单元用于将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值；偏差确定单元用于将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值作为电压偏差值。

在一种实施方式中，电压平衡模块330包括：电流确定单元和电压平衡单元；其中，电流确定单元，用于将各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量；电压平衡单元，用于根据转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压。

可选的，电流确定单元包括：修正确定子单元和电流确定子单元；其中，修正确定子单元用于通过PI控制器将电压偏差值转换为电流偏差值，并将预设给定标准电流与电流偏差值作差，得到电流修正值；电流确定子单元用于将电流修正值作为转矩电流给定调节量。

可选的，电压平衡单元具体用于根据转矩电流给定调节量，调节对应绕组的转矩电流，通过调节转矩电流调节对应绕组的转矩，以调节对应绕组的母线电压。

可选的，母线电压小于预设给定标准电压时，转矩电流给定调节量为负值；母线电压大于预设给定标准电压时，转矩电流给定调节量为正值。

本实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制装置与本发明任意实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的多绕组母线电压平衡的控制方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多绕组母线电压平衡的控制方法，其特征在于，包括：

获取各个绕组的母线电压；

根据所述各个绕组的母线电压，确定所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；

根据所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定所述各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡所述各个绕组的母线电压。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述各个绕组的母线电压，确定所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，包括：

将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值；

将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值作为所述电压偏差值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定所述各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡所述各个绕组的母线电压，包括：

将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量；

根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量，包括：

通过所述PI控制器将所述电压偏差值转换为电流偏差值，并将预设给定标准电流与所述电流偏差值作差，得到电流修正值；

将所述电流修正值作为所述转矩电流给定调节量。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压，包括：

根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的转矩电流，通过调节所述转矩电流调节对应绕组的转矩，以调节对应绕组的母线电压。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述母线电压小于预设给定标准电压时，所述转矩电流给定调节量为负值；所述母线电压大于预设给定标准电压时，所述转矩电流给定调节量为正值。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述绕组为电机绕组，所述电机为四绕组一体机。

8.一种多绕组母线电压平衡的控制装置，其特征在于，包括：

电压获取模块，用于获取各个绕组的母线电压；

偏差确定模块，用于根据所述各个绕组的母线电压，确定所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值；

电压平衡模块，用于根据所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，确定所述各个绕组的转矩电流给定调节量，以平衡所述各个绕组的母线电压。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述偏差确定模块包括：

差值确定单元，用于将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压作差，得到所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值；

偏差确定单元，用于将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的差值作为所述电压偏差值。

10.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述电压平衡模块包括：

电流确定单元，用于将所述各个绕组的母线电压与预设给定标准电压的电压偏差值，分别输入至各个绕组对应的PI控制器，得到转矩电流给定调节量；

电压平衡单元，用于根据所述转矩电流给定调节量，调节对应绕组的母线电压。