抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方法技术

抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方法，包括以下步骤：（1）生成64个基本矢量；（2）构造12个中间矢量；（3）计算8个基本矢量的作用时间；（4）设计8个基本矢量的作用顺序。本发明专利技术可有效抑制逆变器供电下双Y移30度六相电机的共模电压，且电机的电流响应、磁链轨迹、电磁转矩和转速性能不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子与电力传动领域，具体是涉及一种抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方法。
技术介绍
电机由PWM(脉宽调制)型逆变器供电时会产生共模电压(Common-modevoltage，CMV)，可用电机定子星形绕组公共点与逆变器直流母线中点之间的电压来衡量。共模电压会给电机驱动装置带来漏电流、绕组绝缘劣化、轴电压、电磁干扰等不利影响，因此工程实践中需要提供抑制共模电压的方法。现有抑制共模电压的方法主要集中在改变电机结构、逆变器结构或改进调制算法和增设输出滤波器等几个方面。改变电机结构主要是增加绕组数目，譬如将三相绕组增加至六相、九相、十五相等。改变逆变器结构主要是多重化、多电平化，譬如将两电平逆变器改为三电平、采用三相四桥臂逆变器等。调制算法则集中在空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。至于增设输出滤波器，包括无源EMI滤波器、有源EMI滤波器。目前抑制共模电压的方法大都以三相电机为对象，对多相电机的研究则较少。与三相电机比较，大于三相的多相电机具有更高的可靠性和更多的控制资源，是电动汽车驱动、船舶电力推进、航空航天伺服、新能源发电等领域的研究热点。在多相系统中，双Y移30度六相电机最具代表性，而现有的针对六相电机的各种SVPWM方法，一般是借鉴采用成熟的三相SVPWM方法，着眼于控制电机的电流、磁链、转矩和转速性能，没有综合考虑如何有效抑制共模电压。从共模电压输出的观点看，最坏的情况是从一个奇数零矢量切换到一个偶数零矢量，这将产生正峰值为Ud/2，负峰值为-Ud/2，峰峰值为Ud(Ud为逆变器直流母线电压)的共模电压，难以有效抑制双Y移30度六相电机的共模电压。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服上述
技术介绍
的不足，提供一种抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方法，可有效抑制逆变器供电下双Y移30度六相电机的共模电压，且电机的电流响应、磁链轨迹、电磁转矩和转速性能不变。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方法，包括以下步骤：(1)生成64个基本矢量；(2)构造12个中间矢量；(3)计算8个基本矢量的作用时间；(4)设计8个基本矢量的作用顺序。进一步，步骤(1)中，生成64个基本矢量的过程如下：利用双Y移30度六相电机的坐标变换矩阵，将电压型两电平逆变器的64种开关状态变换到三个相互垂直的平面，分别称作基波平面、三次谐波平面、五次谐波平面，得到64个基本矢量。进一步，步骤(2)中，构造12个中间矢量的过程如下：在所述基波平面上，选择12个最大基本矢量中的任意三个毗邻矢量，按比例合成一个中间矢量，使所述中间矢量在所述三次谐波平面、五次谐波平面为零矢量，从而在所述基波平面上构造出12个中间矢量。进一步，步骤(3)中，计算8个基本矢量的作用时间的过程如下：在所述基波平面上，选择毗邻的两个中间矢量、与之反向的两个中间矢量，按比例合成期望矢量，从而确定四个中间矢量所对应的8个基本矢量在一个控制周期内各自的作用时间。进一步，步骤(4)中，设计8个基本矢量的作用顺序的过程如下：在前半个控制周期内，按8个基本矢量在基波平面的逆时针位置依次作用一遍，在后半个控制周期内，按8个基本矢量在基波平面的顺时针位置依次作用一遍。进一步，所述毗邻的两个中间矢量，是指利用所述12个中间矢量将所述基波平面分为12个扇区，任意一个扇区的始边中间矢量、终边中间矢量即为毗邻的两个中间矢量；所述与之反向的两个中间矢量，是指与该扇区的始边中间矢量、终边中间矢量反方向的两个中间矢量。进一步，步骤(3)中，计算8个基本矢量的作用时间的更进一步的过程如下：利用所述12个中间矢量将所述基波平面分为12个扇区，在每个扇区、每个控制周期内，选择扇区始边和终边的两个中间矢量、与之反向的两个中间矢量，按比例来合成期望矢量Vs，在扇区S2，选择V1′、V2′、V7′和V8′，则有伏秒平衡方程： T s V s = T 1 ′ V 1 ′ + T 2 ′ V 2 ′ + T 7 ′ V 7 ′ + T 8 ′ V 8 ′ T s = T 1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)生成64个基本矢量；(2)构造12个中间矢量；(3)计算8个基本矢量的作用时间；(4)设计8个基本矢量的作用顺序。

【技术特征摘要】
1.一种抑制双Y移30度六相电机共模电压的空间矢量调制方
法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生成64个基本矢量；
(2)构造12个中间矢量；
(3)计算8个基本矢量的作用时间；
(4)设计8个基本矢量的作用顺序。
2.如权利要求1所述的抑制双Y移30度六相电机共模电压的
空间矢量调制方法，其特征在于，步骤(1)中，生成64个基本矢量
的过程如下：利用双Y移30度六相电机的坐标变换矩阵，将电压型
两电平逆变器的64种开关状态变换到三个相互垂直的平面，分别称
作基波平面、三次谐波平面、五次谐波平面，得到64个基本矢量。
3.如权利要求2所述的抑制双Y移30度六相电机共模电压的
空间矢量调制方法，其特征在于，步骤(2)中，构造12个中间矢量
的过程如下：在所述基波平面上，选择12个最大基本矢量中的任意
三个毗邻矢量，按比例合成一个中间矢量，使所述中间矢量在所述三
次谐波平面、五次谐波平面为零矢量，从而在所述基波平面上构造出
12个中间矢量。
4.如权利要求2或3所述的抑制双Y移30度六相电机共模电
压的空间矢量调制方法，其特征在于，步骤(3)中，计算8个基本
矢量的作用时间的过程如下：在所述基波平面上，选择毗邻的两个中
间矢量、与之反向的两个中间矢量，按比例合成期望矢量，从而确定
四个中间矢量所对应的8个基本矢量在一个控制周期内各自的作用
时间。
5.如权利要求4所述的抑制双Y移30度六相电机共模电压的

\t空间矢量调制方法，其特征在于，步骤(4)中，设计8个基本矢量
的作用顺序的过程如下：在前半个控制周期内，按8个基本矢量在基
波平面的逆时针位置依次作用一遍，在后半个控制周期内，按8个基
本矢量在基波平面的顺时针位置依次作用一遍。
6.如权利要求4所述的抑制双Y移30度六相电机共模电压的
空间矢量调制方法，其特征在于：所述毗邻的两个中间矢量，是指利
用所述12个中间矢量将所述基波平面分为12个扇区，任意一个扇区
的始边中间矢量、终边中间矢量即为毗邻的两个中间矢量；所述与之
反向的两个中间矢量，是指与该扇区的始边中间矢量、终边中间矢量
反方向的两个中间矢量。
7.如权利要求6所述的抑制双Y移30度六相电机共模电压的
空间矢量调制方法，其特征在于，步骤(3)中，计算8个基本矢量
的作用时间的更进一步的过程如下：利用所述12个中间矢量将所述
基波平面分为12个扇区，在每个扇区、每个控制周期内，选择扇区
始边和终边的两个中间矢量、与之反向的两个中间矢量，按比例来合
成期望矢量Vs，在扇区S2，选择V1′、V2′、V7′和V8′，则有伏秒平衡
方程：
T s V s = T 1 ′ V 1 ′ + T 2 ′ V 2 ′ + T 7 ′ V 7 ′ + T 8 ′ V 8 ′ T s = T 1 ′ + T 2 ′ + T 7 ′ + T 8 ′ ; ]]>式中，Vs为期望矢量幅值，T1′、T2′、T7′和T8′为矢量V1′、V2′、
V7′和V8′在一个控制周期Ts内各自的作用时间，引入分配系数η，η
≥2，解得
T 1 ′ = 2 V s V ′ sin ( π 6 - θ ) · T s + T 7 ′ T 2 ′ = 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：何怡刚，郑剑，罗旗舞，于文新，吴先明，谭阳红，刘慧，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43