双三相PMSM混合储能系统分布式转矩控制方法

为克服传统电池/超级电容混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)中电气或机械耦合方式下存在的多级功率不平衡、机械零件不匹配等问题,本文基于双三相永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine, PMSM)进行HESS设计,并结合电动汽车典型运行工况提出一种分布式转矩控制方法。文中首先建立双三相PMSM混合储能系统数学模型,推演分析了电机双绕组转矩关系,设计了适用于双三相PMSM的分布式转矩控制系统。在此基础上,考虑HESS中电池组和UCs特性差异,分析了高功率、低功率以及UCs能量调节三种HESS模式下的转矩关系,并完成了高低频转矩的分频协调控制。最后,基于5kW测试平台对所提方法进行测试与分析,结果表明该系统可在全速域加速、加减载、负载扰动等多模式下实现HESS稳态和暂态功率的高性能调节,同时,磁链解耦调节环节有效增强了HESS的暂态响应能力,有效地抑制了负载扰动下的系统低频振荡。