一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，在MMC每个桥臂N个子模块的基础上，设置Ns个子模块共同承担直流母线电压，Ns>N；通过包含平均值控制、均压控制和环流控制的协调策略实现注入的共模电压、环流与Ns相互配合，使电机在全速度范围内平滑稳定运行。本发明专利技术策略能够使电机稳定可靠地在低速运行，同时具有良好的启动性能，调速范围广，实现简单，可操作性强。

A MMC based full speed range motor drive control method

The invention discloses a full speed range motor drive control method based on MMC. On the basis of N sub-modules of each bridge arm of MMC, NS sub-modules are set to bear the DC bus voltage together, Ns > N; the injected common mode voltage, circulation current and Ns are realized by the coordination strategy including average control, voltage sharing control and circulation control. Cooperate with each other to make the motor run smoothly and steadily in the whole speed range. The strategy of the invention can make the motor run stably and reliably at low speed, and has good starting performance, wide speed range, simple realization and strong operability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法
本专利技术属于电力电子与电力传动
，具体涉及一种基于模块化多电平换流器MMC的新型全速度范围电机驱动控制策略。
技术介绍
模块化多电平换流器(MMC)具有模块化结构，电压波形质量高，平均开关频率低和损耗小等优点，其发展前景广阔，是近年来的研究热点。而制约MMC在高压电机驱动领域应用的技术难题是低速振荡问题，即MMC子模块电容电压的波动和运行的频率成反比，因此当MMC驱动电机启动或低速运行时，电容电压会产生很大的波动，导致系统振荡甚至崩溃、停机。解决低速振荡问题的现有策略一般是通过注入高频共模电压和环流来抑制上、下桥臂的低速能量脉动，从而减少电容电压的振荡。根据注入的成分可分为正弦波、方波、梯形波和混合注入等。然而，共模电压的注入会在电机转轴上感应出轴电压，进而形成轴承电流，加速了电机轴承的磨损和损坏，大大缩短了电机的寿命。除此之外，注入的共模电流也会使桥臂电流显著增加，增大了系统损耗并给开关器件带来很大电流应力。因此该类策略在解决低速振荡的同时给系统带了不少负面的影响，不利于实际应用和推广。除此之外，通过改进MMC的拓扑也能够实现电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，在MMC每个桥臂N个子模块的基础上，设置Ns个子模块共同承担直流母线电压，Ns>N；通过包含平均值控制、均压控制和环流控制的协调策略实现注入的共模电压、环流与Ns相互配合，使电机在全速度范围内平滑稳定运行。

【技术特征摘要】
1.一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，在MMC每个桥臂N个子模块的基础上，设置Ns个子模块共同承担直流母线电压，Ns>N；通过包含平均值控制、均压控制和环流控制的协调策略实现注入的共模电压、环流与Ns相互配合，使电机在全速度范围内平滑稳定运行。2.根据权利要求1所述的一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，计算Ns范围的下限，然后对其向上取整，如果得到的值满足小于Ns范围上限的条件，即完成Ns的设计。3.根据权利要求2所述的一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，Ns的范围如下：其中，UCN为子模块电容电压额定值，Udc为直流母线电压，Kuc和Kii为实际注入成分的百分比，TN是电机的额定转矩，p为电机的极对数，η为MMC系统的效率系数，Isk和分别为输出电流的幅值和相位，N为模块数，C为模块电容值。4.根据权利要求1所述的一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，平均值控制策略具体为：子模块的电容电压平均值由Ns控制，通过Ns将电容电压平均值降低至所需值获得低频波动的裕量用于适应电机的低速运行，同时通过改变Ns将电容电压平均值恢复至额定值用于适应电机的高速运行。5.根据权利要求1所述的一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，均压控制策略具体为：设第i个子模块为上桥臂子模块，当上桥臂电流iuk给子模块充电时，控制系数Kb取+1，当上桥臂电流iuk给子模块放电时，控制系数Kb取-1；如果第i个子模块为下桥臂子模块，当下桥臂电流ilk给子模块充电时，Kb取+1，当下桥臂电流iuk给子模块放电时，Kb取-1。6.根据权利要求5所述的一种基于MMC的全速度范围电机驱动控制方法，其特征在于，上桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国春，赵方舟，杨道淑，刘敏，郑旭，吴祉谦，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61