一种双三相负载九开关逆变器控制系统及方法

1.本发明涉及一种双三相负载九开关逆变器控制系统及方法，适用于应用九开关逆变器控制两个三相负载如交流电机的领域。


背景技术：

2.九开关逆变器是由九个分立的开关器件组成，相对于传统采用两个三相逆变器控制两台三相负载，该逆变器消除了双三相逆变器中的三个开关器件，可在只有一个直流电压源的情况下控制两台三相负载。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种实用、简便的双三相负载九开关逆变器控制系统及方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
5.一种双三相负载九开关逆变器控制系统，包括两个电流调节器，两个spwm调节器，一个电流偏差控制环节和一个九开关逆变器，所述两个电流调节器分别各经一个spwm调节器连接电流偏差控制环节，再经九开关逆变器分别连接两个三相负载。
6.所述九开关逆变器包括九个分立的igbt开关器件，共有三个桥臂，九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的上管与中管的中点和九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的中管与下管的中点分别两个三相负载相连。
7.进一步的，所述九开关逆变器由9个分立的igbt构成，共有3个桥臂，其中每个桥臂由三个igbt依次串联连接，且九开关逆变器具有两个三相功率输出端，每个桥臂的上管与中管的中点与转矩绕组相连，逆变器每个桥臂的中管与下管的中点与悬浮绕组相连。
8.一种双三相负载九开关逆变器控制方法，应用于本发明双三相负载九开关逆变器控制系统，操作步骤如下：
9.步骤一：电流传感器分别采集三相负载1与三相负载2上的实际电流，与参考电流做负反馈，分别得到电流的偏差值e
1a
,e
1b
,e
1c
与e
2a
,e
2b
,e
2c
，送入电流调节器中，得到spwm调制环节的参考电压值；
10.步骤二：参考电压u
1a*
,u
1b*
,u
1c*
和u
2a*
,u
2b*
,u
2c*
分别输出给spwm调制1环节与spwm调制2环节，分别得到6路pwm信号，pwm1,pwm2,pwm3,pwm4,pwm5,pwm6和pwm7，pwm8,pwm9, pwm10,pwm11,pwm12共12路pwm信号送入电流偏差控制环节；
11.步骤三:电流偏差控制环节获取两个三相负载的电流偏差值e
1a
,e
1b
,e
1c
与e
2a
,e
2b
,e
2c
，并比较两个电流偏差值的大小，分别得到电流偏差差值的逻辑控制信号x1,x2,x3，每个逻辑控制信号生成3路pwm信号，用于控制第一、第二、第三桥臂上开关管的通断；
12.具体的，在步骤三中，电流偏差的逻辑控制信号x1,x2,x3为：
[0013][0014]
当逻辑控制信号x1为1时，第一桥臂开关管t1、t4、t7的开关信号s1、s4、s7分别为 1，pwm7和pwm10；当逻辑控制信号x1为0时，第一桥臂开关管t1、t4、t7的开关信号 s1、s4、s7分别为pwm1,pwm4和1；
[0015]
当逻辑控制信号x2为1时，第二桥臂开关管t2、t5、t8的开关信号s2、s5、s8分别为1，pwm8和pwm11；当逻辑控制信号x2为0时，第一桥臂开关管t2、t5、t8的开关信号s2、s5、s8分别为pwm2,pwm5和1；
[0016]
当逻辑控制信号x3为1时，第三桥臂开关管t3、t6、t9的开关信号s3、s6、s9分别为1，pwm9和pwm12；当逻辑控制信号x3为0时，第一桥臂开关管t3、t6、t9的开关信号s3、s6、s9分别为pwm3,pwm6和1。
[0017]
本发明的工作原理是：
[0018]
电流传感器分别采集三相负载1与三相负载2上的实际电流，与参考电流做负反馈，分别得到电流的偏差值e
1a
,e
1b
,e
1c
与e
2a
,e
2b
,e
2c
，送入电流调节器中，分别得到spwm调制环节的参考电压值，并送入spwm调制器中分别生成6路pwm信号pwm1,pwm2, pwm3,pwm4,pwm5,pwm6和pwm7，pwm8,pwm9,pwm10,pwm11,pwm12共12路pwm信号送入电流偏差控制环节，电流偏差环节比较三相负载的电流偏差值，生成九开关逆变器的9路pwm信号。当三相负载1的a相电流偏差值大于三相负载2的a相电流偏差值即e
1a
‑
e
2a
＞0时，第一桥臂的上管导通，中管和下管选择spwm调制2生成的2路pwm信号，当三相负载1的a相电流偏差值不大于三相负载2的a相电流偏差值即e
1a
‑
e
2a
≤0时，第一桥臂的上管和中管选择spwm调制1生成的2路pwm信号，下管导通。当三相负载1的b相电流偏差值大于三相负载 2的b相电流偏差值即e
1b
‑
e
2b
＞0时，第二桥臂的上管导通，中管和下管选择spwm调制2生成的2路pwm信号，当三相负载1的b相电流偏差值不大于三相负载2的b相电流偏差值即 e
1b
‑
e
2b
≤0时，第一桥臂的上管和中管选择spwm调制1生成的2路pwm信号，下管导通。当三相负载1的c相电流偏差值大于三相负载2的c相电流偏差值即e
1c
‑
e
2c
＞0时，第三桥臂的上管导通，中管和下管选择spwm调制2生成的2路pwm信号，当三相负载1的c相电流偏差值不大于三相负载2的c相电流偏差值即e
1c
‑
e
2c
≤0时，第一桥臂的上管和中管选择spwm调制1生成的2路pwm信号，下管导通。
[0019]
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著的技术进步：
[0020]
1.本发明中九开关逆变器是由九个分立的开关器件组成，相对于传统采用两个三相逆变器控制两台三相负载，该逆变器消除了双三相逆变器中的三个开关器件，可在只有一个直流电压源的情况下控制两台三相负载；
[0021]
2.本发明是一种实用、简便的双三相负载九开关逆变器控制系统及方法。
附图说明
[0022]
下面通过附图与具体实施方法说明，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]
附图1是本发明实施例提供的基于九开关的双三相负载控制框图，包括电流调节器， spwm调节器，电流偏差控制环节，九开关逆变器与两台三相负载。
具体实施方式
[0024]
本发明的实施方式是：一种双三相负载九开关逆变器控制方法，主要构建电流调节环节、 spwm调节环节，电流偏差控制环节。
[0025]
下面本发明的优选实施例结合附图对本发明对进一步的详细描述；
[0026]
实施例一
[0027]
参见图1，本双三相负载九开关逆变器控制系统，包括两个电流调节器，两个spwm调节器，一个电流偏差控制环节和一个九开关逆变器，所述两个电流调节器分别各经一个spwm 调节器连接电流偏差控制环节，再经九开关逆变器分别连接两个三相负载。
[0028]
本实施例逆变器消除了双三相逆变器中的三个开关器件，可在只有一个直流电压源的情况下控制两台三相负载。
[0029]
实施例二
[0030]
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
[0031]
在本实施例中，所述九开关逆变器包括九个分立的igbt开关器件，共有三个桥臂，第一桥臂的开关管为t1、t4、t7,第二桥臂的开关管为t2、t5、t8,第三桥臂的开关管为t3、 t6、t9，九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的上管与中管的中点、逆变器第一、第二、第三桥臂的中管与下管的中点分别两个三相负载相连。
[0032]
所述九开关逆变器由9个分立的igbt构成，共有3个桥臂，其中每个桥臂由三个igbt 依次串联连接，且九开关逆变器具有两个三相功率输出端，每个桥臂的上管与中管的中点与转矩绕组相连，逆变器每个桥臂的中管与下管的中点与悬浮绕组相连。
[0033]
本实施例的三个桥臂构成的9个igbt开关器件，其中，九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的上管与中管的中点、逆变器第一、第二、第三桥臂的中管与下管的中点分别两个三相负载相连，通过比较两个三相负载三相电流偏差大小分别决定九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的pwm信号，控制两个三相负载运行。
[0034]
实施例三
[0035]
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
[0036]
在本实施例中，如图1所示，九开关逆变器包括九个分立的igbt开关器件，共有三个桥臂，第一桥臂的开关管为t1、t4、t7,第二桥臂的开关管为t2、t5、t8,第三桥臂的开关管为t3、t6、t9，九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的上管与中管的中点和九开关逆变器第一、第二、第三桥臂的中管与下管的中点分别两个三相负载相连。
[0037]
具体控制步骤如下：
[0038]
步骤一：电流传感器分别采集三相负载1与三相负载2上的实际电流，与参考电流做负反馈，分别得到电流的偏差值e
1a
,e
1b
,e
1c
与e
2a
,e
2b
,e
2c
，送入电流调节器中，得到spwm调制环节的参考电压值。
[0039]
步骤二：参考电压u
1a*
,u
1b*
,u
1c*
和u
2a*
,u
2b*
,u
2c*
分别输出给spwm调制1环节与spwm
调制2环节，分别得到6路pwm信号，pwm1,pwm2,pwm3,pwm4,pwm5,pwm6和pwm7，pwm8,pwm9, pwm10,pwm11,pwm12，共12路pwm信号送入电流偏差控制环节。
[0040]
步骤三:电流偏差控制环节获取两个三相负载的电流偏差值e
1a
,e
1b
,e
1c
与e
2a
,e
2b
,e
2c
，并比较两个电流偏差值的大小，分别得到电流偏差差值的逻辑控制信号x1,x2,x3，每个逻辑控制信号控制生成3路pwm信号，分别用于控制第一、第二、第三桥臂上开关管的通断。
[0041]
具体的，在步骤三中，电流偏差的逻辑控制信号x1,x2,x3为：
[0042][0043]
当逻辑控制信号x1为1时，第一桥臂开关管t1、t4、t7的开关信号s1、s4、s7分别为 1，pwm7和pwm10；当逻辑控制信号x1为0时，第一桥臂开关管t1、t4、t7的开关信号 s1、s4、s7分别为pwm1,pwm4和1。
[0044]
当逻辑控制信号x2为1时，第二桥臂开关管t2、t5、t8的开关信号s2、s5、s8分别为1， pwm8和pwm11；当逻辑控制信号x2为0时，第一桥臂开关管t2、t5、t8的开关信号s2、 s5、s8分别为pwm2,pwm5和1。
[0045]
当逻辑控制信号x3为1时，第三桥臂开关管t3、t6、t9的开关信号s3、s6、s9分别为 1，pwm9和pwm12；当逻辑控制信号x3为0时，第一桥臂开关管t3、t6、t9的开关信号 s3、s6、s9分别为pwm3,pwm6和1。
[0046]
本实施例中九开关逆变器是由九个分立的开关器件组成，相对于传统采用两个三相逆变器控制两台三相负载，该逆变器消除了双三相逆变器中的三个开关器件，可在只有一个直流电压源的情况下控制两台三相负载；本实施例采用实用、简便的双三相负载九开关逆变器控制系统及方法，适用于应用九开关逆变器控制两个三相负载如交流电机的领域。
[0047]
以上实施例中的双三相负载仅为了说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。