双电机三桥臂逆变器驱动电路及其磁场定向控制方法与流程

技术特征：

1.一种双电机三桥臂逆变器驱动电路，其特征在于：包括具有第一逆变器桥臂(L1)、第二逆变器桥臂(L2)、第三逆变器桥臂(L3)的三桥臂逆变器，三桥臂逆变器连接第一星型绕组三相电机(M1)与第二星型绕组三相电机(M2)；所述第一星型绕组三相电机(M1)的第一相绕组(A)与第一逆变器桥臂(L1)的中点a相连，第一星型绕组三相电机(M1)的第二相绕组(B)与第二逆变器桥臂(L2)的中点b相连，第一星型绕组三相电机(M1)的第三相绕组(C)与第三逆变器桥臂(L3)的中点c相连；所述第二星型绕组三相电机(M2)的第一相绕组(U)与第一逆变器桥臂(L1)的中点x相连，第二星型绕组三相电机(M2)的第二相绕组(V)与第二逆变器桥臂(L2)的中点y相连，第二星型绕组三相电机(M2)的第三相绕组(W)与第三逆变器桥臂(L3)的中点z相连；所述的第一星型绕组三相电机(M1)与第二星型绕组三相电机(M2)连接转速与转子位置计算单元，转速与转子位置计算单元采集两个电机的转子位置信号θ1、θ2和角速度信号ω1、ω2，连同两个电机的三相直、交轴电流信号IA、IB、IC和IU、IV、IW分别送入到电流坐标变换单元转换为两相电流Id1、Iq1和Id2、Iq2；两个电机的给定参考转速ω1^*、ω2^*与实际转速ω1、ω2经过比较后得到转速误差eω1、eω2,转速误差eω1、eω2经过转速PI控制器得到两个电机的参考交轴电流Iq1^*、Iq2^*，设定两个电机的参考交轴电流Id1^*和Id2^*都为零值，将参考交轴电流Iq1^*、Iq2^*和参考交轴电流Id1^*和Id2^*与实际两相电流Id1、Iq1和Id2、Iq2经过计算后得到两个电机的电流误差ed1、eq1和ed2、eq2，输入到电流PI控制器后得到两个电机在两相旋转坐标系下的参考两相电压Vd1、Vq1和Vd2、Vq2，利用两个电机的转子位置信号θ1、θ2和两个电机的参考两相电压Vd1、Vq1和Vd2、Vq2经过电压坐标变换单元转换为两个电机的在静止坐标系下的参考两相电压Vα1、Vβ1和Vα2、Vβ2，将参考两相电压Vα1、Vβ1和Vα2、Vβ2送入空间矢量脉宽调制单元，得到分别驱动两个电机各自所对应的开关触发信号，通过PWM生成单元对两个电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的双电机三桥臂逆变器驱动电路，其特征在于：所述的三桥臂逆变器采用IGBT或MOSFET功率开关管。

3.根据权利要求1所述的双电机三桥臂逆变器驱动电路，其特征在于：所述的第一星型绕组三相电机(M1)与第二星型绕组三相电机(M2)均采用三相永磁同步电机、三相无刷直流电机或者三相交流异步电机。

4.根据权利要求1所述的双电机三桥臂逆变器驱动电路，其特征在于：转速与转子位置计算单元包括用于检测转子位置信号的位置传感器；电流坐标变换单元连接用于采集两个电机的三相直、交轴电流信号IA、IB、IC和IU、IV、IW的电流传感器。

5.一种基于权利要求1-4中任意一项权利要求所述双电机三桥臂逆变器驱动电路的磁场定向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采集第一星型绕组三相电机M1与第二星型绕组三相电机M2的转子位置信号θ1、θ2和角速度信号ω1、ω2，连同两个电机的三相直、交轴电流信号IA、IB、IC和IU、IV、IW分别送入到电流坐标变换单元转换为两相电流Id1、Iq1和Id2、Iq2；

步骤二、两个电机的给定参考转速ω1^*、ω2^*与实际转速ω1、ω2经过比较后得到转速误差eω1、eω2，转速误差eω1、eω2经过转速PI控制器得到两个电机的参考交轴电流Iq1^*、Iq2^*；

式中，K1、K2为正值比例常数，K3、K4为正值积分常数；

步骤三、设定两个电机的参考交轴电流Id1^*和Id2^*都为零值，联合两个电机的转子位置信号θ1、θ2，计算两个电机实际检测的电流Id1、Iq1和Id2、Iq2：

对两个电机的参考电流Id1^*、Iq1^*和Id2^*、Iq2^*以及实际检测的电流Id1、Iq1和Id2、Iq2各自计算电流误差后得到两个电机对应的电流误差ed1、eq1和ed2、eq2：

步骤四、利用电流误差ed1、eq1和ed2、eq2信号经过电流PI控制器得到两个电机在两相旋转坐标系下的参考两相电压Vd1、Vq1和Vd2、Vq2；

式中，K5、K6、K9、K10为正值比例常数，K7、K8、K11、K12为正值积分常数；

联合两个电机的转子位置信号θ1、θ2，再经过电压坐标变换为两个电机的两相静止坐标系下的参考两相电压Vα1、Vβ1和Vα2、Vβ2：

步骤五、将参考两相电压Vα1、Vβ1和Vα2、Vβ2送入空间矢量脉宽调制单元计算得到分别驱动两个电机各自所对应的三相电压源型六开关逆变器的六个开关触发信号δ1m、δ1n和δ2m、δ2n，其中m＝2i-1，n＝2i，i＝1,2,3，且满足：

式中，！代表反逻辑；

步骤六、利用开关触发信号δ1m、δ1n和δ2m、δ2n计算得到三桥臂逆变器九个开关触发信号Sk，k＝1,2,3,4,5,6,7,8,9：

式中，⊙代表异或逻辑；

根据以上步骤，利用生成的逆变器七个功率开关触发信号实现对第一星型绕组三相电机(M1)与第二星型绕组三相电机(M2)的控制。

6.根据权利要求5所述的磁场定向控制方法，其特征在于：所述的步骤一通过采集第一星型绕组三相电机M1与第二星型绕组三相电机M2的霍尔位置信号，并将霍尔位置信号解析为两个电机的转子位置信号θ1、θ2和角速度信号ω1、ω2。