申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2022-04-24

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114759854B

主分类号：H02P21/18

分类号：H02P21/18;H02P21/22;H02P21/14;H02P21/00;H02M7/5387

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.08.02#实质审查的生效;2022.07.15#公开

摘要：本发明提供了一种隔离母线型开绕组永磁同步电机的电压调制方法，对现有六边形空间矢量电压调制技术进行了改进，其通过将单逆变器钳位的方式，有效降低了开关频率，使系统总开关次数与传统交替子六边形调制方法相等，且能够同时提高电压矢量合成的精准程度。相对于现有技术，该方法能够在更广的范围内合成所需电压，使双逆变器调制对所有参考电压所在区域实现更有效的覆盖，解决了电压矢量合成偏差问题，提高了电机控制精准程度，降低了转矩脉动；开关频率的有效降低，在保证电机平稳运行的同时减少了硬件损耗；该方法在两直流母线电压相差较大时仍能保证良好的调制效果，因此有效提高了此类电机在不同工况下的适应性。

主权项：1.一种隔离母线型开绕组永磁同步电机的电压调制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、在线数据实时采集开绕组永磁同步电机的三相电流、转速以及转子位置角数据；步骤二、建立隔离母线型开绕组永磁同步电机在dq同步旋转坐标系下的等效模型，具体采用以下形式：电压方程： 式中，Ud、Uq分别为dq坐标系下定子电压；id、iq分别为dq坐标系下定子电流；Rs为定子电阻；Ld、Lq分别为dq轴电枢电感，Ls为定子电感；ωe为转子电角速度；Ψf为转子磁链；t为时间变量；电机转矩方程： 式中，Te为电磁转矩；p为电机极对数；电机机械运动方程： 式中，Tl为电机负载转矩；J为电机转动惯量；ωm为电机转子机械角速度；利用无差拍电流预测控制模型结合所述步骤一中采集的数据实时计算出下一时刻的参考电压矢量，具体包括：利用一阶欧拉离散方程将开关周期为Ts的电流离散化处理为： 式中，和为k+1时刻的预测定子电流；ωek为k时刻电角频率；给定k+2时刻预测定子电流与参考电流相等，则k+1时刻定子电压也即参考电压矢量可由下式计算得到： 式中，Udk+1、Uqk+1为k+1时刻定子电压；idrefk、iqrefk为k时刻参考定子电流；步骤三、根据步骤二中得到的所述参考电压矢量执行以下的改进子六边形电压调制获取逆变器开关管导通的规则，包括：首先基于所述参考电压矢量的幅值与相位角，判断其在由空间电压矢量六边形中所处的电压合成扇区；当两个逆变器所对应直流母线的供电电压不相等时，将其中供电电压较低的逆变器的三个桥路开关在一个周期内保持在低电位钳位状态，以提供部分参考电压矢量分量；令供电电压较高的另一逆变器在此周期内单独动作进行调制，提供另一部分参考电压矢量分量，并分别根据其中电压零矢量和非零矢量计算出该逆变器开关管的导通时间；步骤四、根据步骤三得到的逆变器开关导通时间确定相应逆变器桥臂的开关动作切换顺序，通过比较三角载波与切换点来生成逆变器所需的PWM信号，并调制出相应三相电压矢量，具体过程包括：①、比较开关动作切换点与三角载波信号来生成不同占空比的门极脉冲信号，并驱动逆变器桥臂相应器件；②、基于两个逆变器开关不同通断状态所对应的空间电压矢量，计算合成的三相电压矢量： 式中，Ua、Ub、Uc分别为三相电压；Udc1、Udc2分别为逆变器1和逆变器2的直流供电电压；Sa1、Sb1、Sc1、Sa2、Sb2、Sc2分别为逆变器1和逆变器2的各开关通断状态。

全文数据：

权利要求：

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