恭喜电子科技大学周德洪获国家专利权
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龙图腾网恭喜电子科技大学申请的专利基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117578942B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311476587.9,技术领域涉及:H02P21/22;该发明授权基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法是由周德洪;张文钟;沈泽微;邹见效设计研发完成,并于2023-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法,针对不同工作状况下的需要,将单级式多端口逆变器等效为两个两电平逆变器,然后基于两电平逆变器,进一步提出了基于空间矢量分解的功率分配策略,这样在提高电力系统的能量传输效率的同时,又提升了复杂工况下的稳定性。
本发明授权基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法在权利要求书中公布了:1.一种基于矢量分解的单级式多端口电机驱动器功率分配方法,其特征在于,包括以下步骤:1、获取永磁同步电机在静止坐标系下的参考复合电压v*;1.1、设三相交流电机的给定转速为1.2、通过位置编码模块获取三相交流电机的相角θ,将θ输入至速度计算模块,得到三相交流电机的实际转速ωe;1.3、将与ωe的差值通过转速PI控制器进行PI控制,得到q轴的第一给定电流1.4、将单级式多端口逆变器产生的三相电流ia、ib、ic经过T1坐标变换得到q轴的第一实际电流iq和d轴的第二实际电流id;1.5、将与iq的差值通过q轴的电流PI控制器进行PI控制,产生旋转坐标系下平面的q轴第一给定电压vq;1.6、给定d轴第二给定电流将与id的差值通过d轴PI控制器进行PI控制,产生旋转坐标系平面下的d轴第二给定电压vd;1.7、将第一给定电压vq、第二给定电压vd通过T2坐标变换得到静止坐标系下平面的矢量vα与vβ,再用vα与vβ合成复合空间矢量电压v*;2、通过复合空间矢量v*计算单级式多端口逆变器的总有功功率P*; 其中,表示电流矢量i的共轭;3、分解复合空间矢量v*为与将单级式多端口逆变器等效分解为两个两电平逆变器,记为逆变器1与逆变器2,作用在逆变器1和逆变器2的空间矢量分别为和复合空间矢量v*表示为逆变器1与逆变器2的空间矢量的矢量和: 4、将总有功功率P*分解至两个两电平逆变器,得到逆变器1和逆变器2输出的有功功率P1*、4.1、根据空间矢量关系式令其中,k为逆变器1的输出有功功率与单级式多端口逆变器输出的有功功率的比值;4.2、计算逆变器1在空间矢量的作用下输出的有功功率,可以表示为: 进一步的,由P1*的表达式得到k的函数表达式: 同理,得到逆变器2在空间矢量的作用下其输出的有功功率表示为 5、通过改变k值实现功率分配,并计算出在两电平空间矢量下的停留时间;5.1、在总有功功率P*保持不变的情况下,通过改变k值实现逆变器1与逆变器2之间的功率大小,从而实现逆变器1与逆变器2之间功率分配;5.2、功率分配完成后,根据逆变器1与逆变器2输出的有功功率分别确定空间矢量的作用时间;5.2.1、对于逆变器1,在两电平的空间矢量调制中,将一个周期的给定参考电压按照相位θ划分为以下六个扇区: 5.2.2、将其他扇区的θ转化到第一扇区,转化方法如下:若θ处于第二扇区,则令若θ处于第三扇区,则令以此类推,θ处于第四、五、六扇区时,对于减去π、即可;5.2.3、第一扇区中,记两个相邻的有功电压空间矢量为va与vb,则j表示虚部;在一个采样周期Ts内,在逆变器1的作用时间用下式表示为: 其中,T1'和T2'分别是逆变器1中va和vb的持续时间,dx1∈[0,Ts]表示每一相的作用时间,x=a,b,c,表示三相;同理,在一个采样周期Ts内,在逆变器2的作用时间用下式表示为: 其中T1”和T2”分别是逆变器2中va和vb的持续时间,且T0”=Ts-T1”-T2”,dx2∈[0,Ts]表示每一相的作用时间;6、空间矢量合成控制器根据各相的作用时间生成调制波形SVPWM1与SVPWM2,然后在一个开关周期内将调制波形分别与三角载波的幅值进行比较,生成六个驱动单级式多端口逆变器的开关信号Gx1、Gx2,然后利用驱动信号Gx1控制开关管Sx1,驱动信号Gx1的互补信号控制开关管Sx3,驱动信号Gx2控制开关管Sx2,驱动信号Gx2的互补信号控制开关管Sx4,Sx1、Sx2、Sx3、Sx4分别为对应桥臂的上管、上中管、中下管、下管。
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