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摘 要：一个转子磁场定向控制（RFOC）的方案，该文描述了一个只使用了两个电流传感器的双三相感应式电机驱动，感应电机通过两个定子的三相绕组在空间上转过30°的电角度。电流传感器数量的减少可能是由于特定的机器结构所导致，但对矢量控制的性能不产生重要的影响。实验结果表明10 kW的转子磁场定向控制双三相感应电动机驱动原型演示所提出的方案的是可行。
关键词：数字矢量控制 双三相感应式电机 多相驱动器
中图分类号：TM346 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0001-01
1 介绍
多相电动机驱动器的研究已经超过了30年，但在过去的两年里，由于它的益处在不断地增长以致在一些国际电力电子会议上提出了多相电机驱动。多想电机驱动已经被提出在不同的领域应用。由于其特定的优势（降低转矩脉动，减少谐波电流直流环节，减少转子谐波电流，在相同的机器体积具有高的功率/电流比等）。使其可以更好的被利用于辨别三相解决方案的更高复杂性。一些最合适的应用领域是大电流的场合，（船舶推进、飞机的应用程序，机车牵引，电动汽车）多相驱动的最主要的优势（当前）是在逆变器的功率控制上。相比与传统的三相转换器可以减少单一的开关电流应力。由于电力开关额定电流随着相数的降低成比例的降低，功率开关数量的增加比不代表成本的额外增加。相反，在某些情况下，组件价格的非线性行为会导致成本的降低。然而，系统成本（复杂性）的不利是由于电流传感器数量的增加，栅极驱动电路，辅助电路等，基于此，通过降低传感器的数量来降低多相驱动的成本而不会影响系统的性能。成为一个重要的问题，以便提出经济上可行的多相解决方案。该文阐述的是一个带有两个定子的双三相感应电机电流传感器的减少在空间上转过30°的电角度的孤立点的电中性，特别是本文提出了针对双三相感应电动机驱动器只使用两个（而不是四个）电流传感器的转子磁场定向控制（RFOC）方案对驱动性能没有显著的影响。此外，该文研究了两个三相之间的部分驱动不对称的影响，论述和选择了两个电流来测量。
2 间接磁场定向矢量控制方案
矢量控制理论应用于双三相电机目的是为了获得解耦控制，通过引用电机（α，β）模型，一个旋转（d，q）参考帧对齐在转子磁链矢量，其大小和位置通过流量估计器可以被测出。电流控制形成内循环的整体控系统、参考电流通过外循环得到（通量循环和转矩/速度循环）。当VSD理论用于建模、双三相驱动器采用通量估计通常用于三相感应电机的分析，因为（α，β）子空间是相同的。
2.1 PWM方案
这个方案在一些文献和低压谐波上有提起过，由于只有定子的漏阻抗存在这样的电压谐波，由于低阶谐波的产生导致定子电流谐波。这些谐波电流的产生会降低传动效率，最坏的情况是当电机使用短节矩定子绕组；在这种情况下，阻抗在（μ1，μ2）和（z1，z2）低于子空间定子漏电感。减少励磁的（μ1，μ2）子空间的最好解决方案是使用专门的空间矢量调制技术，然而，如果该电机采用全距定子绕组，使用简单的调制技术也能得到令人满意的结果。如双SVM或双零序技术，用传统的三相PWM电流调节器的这种方案可以得到正弦曲线。
2.2 驱动器不平衡操作
这个问题关系到两三相驱动器的动力部门的微弱的不协调（电机和逆变器）。这些不对称会导致两个定子绕组集间的电流不平衡，一个最典型的例子是当双三相电机是两个独立的三相电压源转换器的时候。这个事实在很多现有的出版物上都有强调，这导致先开发的控制方案采用四个电流控制器，它是一个带有孤立中性点的四自由度的电机的合理推论。因为电机带有单一的孤立中性点所以必须使用六个电流控制器，甚至虽然它是几乎不可能获得完美对称的驱动操作，一个专用的驱动设计可以，然而，获得类似的三相功率的动力设备是不可能的。例如，通过使用一个专用的六相逆变器与一个单一的PWM调制器代替两个獨立的三相逆变器PWM调制器。此外，如果机器设计精心实施，可以得到双三相驱动与准平衡操作。
2.3 两个电流传感器的电流控制
对于驱动准平衡操作，系统实际上可以是减少四到两个，因此只有两个电流控制器将足以控制电机，在这种情况下，只有两个电流传感器可以被使用。要获得这个电机模型（要求VSD建模方法），传感器应安装在不同的三相定子套里为，而不是安装在同一定子组里。
特定的及其结构可以直接从相电流ias和izs中获得（α，β）电流分量，使用一个独特的传感器安装布局。在旋转（d，q）或在固定（α，β）参考帧，电流控制方案可以实施。
目前本文控制方案是基于室间隔缺损的方法，这是固定参考系。这个方法是非常简单的，因为它需要最小旋转转换和不使用解耦方案，至于（d，q）电流控制，由于缺少速度依赖（d，q）耦合条件。尽管α轴和β，通过转子通量组件耦合，但是转子磁链动力学可以由电流控制克服。
当前的控制计划使用一个调节器相当于一种正序比例积分（PI）同步帧调节器和控制（α，β）定子电流分量。参考量的计算可以通过旋转变换应用于通量和转矩，通过外通量和转矩/速度控制回路产生参考电流。电流反馈的得到是通过测量相电流和得到的。
在这里在同步参考下和等同于PI调节器，ωe是电频率，共振条件存在传递函数允许一个零稳态误差为正弦电频率ωe。
调节器的状态空间模型：
输出的电流调节器应用于两个不同的逆克拉克转换计算三相参考电压给定和用PWM调制器（独特的六相逆变器）来获得逆变器开关功能。
3 结语
该文阐述了多相电流传感器的数量的减少应用于双三相感应电机对系统性能没有产生重要的影响，因此一个只使用两个电流传感器的矢量控制方案（大小为50%的额定电流要求、等效于三相驱动）已经被提出探讨。电流传感器被放置在属于两个不同的三相集，旋转了90°电角度。
参考文献
[1] 庄朝辉，熊有伦，马廷.多相感应电机变频调速系统回顾、现状及展望[J].电气传动，2001，32（2）：3-7.
[2] 薛山，温旭辉，王又珑.多相永磁同步电机多维控制技术[J].电工技术学报，2008，23（9）：65-69.
关键词：数字矢量控制 双三相感应式电机 多相驱动器
中图分类号：TM346 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0001-01
1 介绍
多相电动机驱动器的研究已经超过了30年，但在过去的两年里，由于它的益处在不断地增长以致在一些国际电力电子会议上提出了多相电机驱动。多想电机驱动已经被提出在不同的领域应用。由于其特定的优势（降低转矩脉动，减少谐波电流直流环节，减少转子谐波电流，在相同的机器体积具有高的功率/电流比等）。使其可以更好的被利用于辨别三相解决方案的更高复杂性。一些最合适的应用领域是大电流的场合，（船舶推进、飞机的应用程序，机车牵引，电动汽车）多相驱动的最主要的优势（当前）是在逆变器的功率控制上。相比与传统的三相转换器可以减少单一的开关电流应力。由于电力开关额定电流随着相数的降低成比例的降低，功率开关数量的增加比不代表成本的额外增加。相反，在某些情况下，组件价格的非线性行为会导致成本的降低。然而，系统成本（复杂性）的不利是由于电流传感器数量的增加，栅极驱动电路，辅助电路等，基于此，通过降低传感器的数量来降低多相驱动的成本而不会影响系统的性能。成为一个重要的问题，以便提出经济上可行的多相解决方案。该文阐述的是一个带有两个定子的双三相感应电机电流传感器的减少在空间上转过30°的电角度的孤立点的电中性，特别是本文提出了针对双三相感应电动机驱动器只使用两个（而不是四个）电流传感器的转子磁场定向控制（RFOC）方案对驱动性能没有显著的影响。此外，该文研究了两个三相之间的部分驱动不对称的影响，论述和选择了两个电流来测量。
2 间接磁场定向矢量控制方案
矢量控制理论应用于双三相电机目的是为了获得解耦控制，通过引用电机（α，β）模型，一个旋转（d，q）参考帧对齐在转子磁链矢量，其大小和位置通过流量估计器可以被测出。电流控制形成内循环的整体控系统、参考电流通过外循环得到（通量循环和转矩/速度循环）。当VSD理论用于建模、双三相驱动器采用通量估计通常用于三相感应电机的分析，因为（α，β）子空间是相同的。
2.1 PWM方案
这个方案在一些文献和低压谐波上有提起过，由于只有定子的漏阻抗存在这样的电压谐波，由于低阶谐波的产生导致定子电流谐波。这些谐波电流的产生会降低传动效率，最坏的情况是当电机使用短节矩定子绕组；在这种情况下，阻抗在（μ1，μ2）和（z1，z2）低于子空间定子漏电感。减少励磁的（μ1，μ2）子空间的最好解决方案是使用专门的空间矢量调制技术，然而，如果该电机采用全距定子绕组，使用简单的调制技术也能得到令人满意的结果。如双SVM或双零序技术，用传统的三相PWM电流调节器的这种方案可以得到正弦曲线。
2.2 驱动器不平衡操作
这个问题关系到两三相驱动器的动力部门的微弱的不协调（电机和逆变器）。这些不对称会导致两个定子绕组集间的电流不平衡，一个最典型的例子是当双三相电机是两个独立的三相电压源转换器的时候。这个事实在很多现有的出版物上都有强调，这导致先开发的控制方案采用四个电流控制器，它是一个带有孤立中性点的四自由度的电机的合理推论。因为电机带有单一的孤立中性点所以必须使用六个电流控制器，甚至虽然它是几乎不可能获得完美对称的驱动操作，一个专用的驱动设计可以，然而，获得类似的三相功率的动力设备是不可能的。例如，通过使用一个专用的六相逆变器与一个单一的PWM调制器代替两个獨立的三相逆变器PWM调制器。此外，如果机器设计精心实施，可以得到双三相驱动与准平衡操作。
2.3 两个电流传感器的电流控制
对于驱动准平衡操作，系统实际上可以是减少四到两个，因此只有两个电流控制器将足以控制电机，在这种情况下，只有两个电流传感器可以被使用。要获得这个电机模型（要求VSD建模方法），传感器应安装在不同的三相定子套里为，而不是安装在同一定子组里。
特定的及其结构可以直接从相电流ias和izs中获得（α，β）电流分量，使用一个独特的传感器安装布局。在旋转（d，q）或在固定（α，β）参考帧，电流控制方案可以实施。
目前本文控制方案是基于室间隔缺损的方法，这是固定参考系。这个方法是非常简单的，因为它需要最小旋转转换和不使用解耦方案，至于（d，q）电流控制，由于缺少速度依赖（d，q）耦合条件。尽管α轴和β，通过转子通量组件耦合，但是转子磁链动力学可以由电流控制克服。
当前的控制计划使用一个调节器相当于一种正序比例积分（PI）同步帧调节器和控制（α，β）定子电流分量。参考量的计算可以通过旋转变换应用于通量和转矩，通过外通量和转矩/速度控制回路产生参考电流。电流反馈的得到是通过测量相电流和得到的。
在这里在同步参考下和等同于PI调节器，ωe是电频率，共振条件存在传递函数允许一个零稳态误差为正弦电频率ωe。
调节器的状态空间模型：
输出的电流调节器应用于两个不同的逆克拉克转换计算三相参考电压给定和用PWM调制器（独特的六相逆变器）来获得逆变器开关功能。
3 结语
该文阐述了多相电流传感器的数量的减少应用于双三相感应电机对系统性能没有产生重要的影响，因此一个只使用两个电流传感器的矢量控制方案（大小为50%的额定电流要求、等效于三相驱动）已经被提出探讨。电流传感器被放置在属于两个不同的三相集，旋转了90°电角度。
参考文献
[1] 庄朝辉，熊有伦，马廷.多相感应电机变频调速系统回顾、现状及展望[J].电气传动，2001，32（2）：3-7.
[2] 薛山，温旭辉，王又珑.多相永磁同步电机多维控制技术[J].电工技术学报，2008，23（9）：65-69.