多模块电机、振动与共模电流抑制的PWM调制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多模块电机、振动与共模电流抑制的PWM调制方法及系统，电机定子由偶数套Y型连接的三相绕组组成，互补单元内的两套绕组反电动势相差180°电角度，每个互补单元之间反电动势相同。方法包括采用经典的内外环控制框架，转速闭环得到电流指令值，电流闭环得到调制波；确定每个互补单元的载波相位，修改互补单元内部的PWM调制动作，使得互补单元内的两套绕组对应相PWM始终反向；调制波与载波进行比较，并按照修改的调制动作进行输出PWM波，输出给三相电压源逆变器，驱动整个电机。本发明专利技术提出的控制方案充分利用其自由度，在最大程度兼顾其性能，不增加额外设备，同时减小电机在开关频次的振动噪声，且能够有效减小电机控制系统的共模电流。

【技术实现步骤摘要】
多模块电机、振动与共模电流抑制的PWM调制方法及系统
本专利技术属于电气传动系统领域，更具体地，涉及一种多模块电机、振动与共模电流抑制的PWM调制方法及系统。
技术介绍
随着电机驱动系统的广泛应用，人们对于调速传动功率的需求不断增大，尤其是在冶金轧钢、矿井提升、机车牵引、船舶推进等应用场合。通常不采用开关器件的并联，而是采用逆变器的并联驱动多相电机或多模块电机来提升容量，这样还同时提升了系统的可靠性。事实上，多模块电机早就出现，正因为模块化带来的便利，使得PWM调制有了更多的自由度，从而能够解决更多的问题。对于大功率电机来说，最急需解决的两个问题就是振动噪声问题和造成轴承损坏的共模电流问题。近十几年来，载波移相技术越来越被广泛应用在并联拓扑中，其本质上是利用PWM脉冲在时间上的移位，来实现电流纹波的错位，从而抑制电流的高频分量。而电流是电机产生电磁力的来源，振动噪声在某种程度上会被抑制。而电机的共模电流问题也早有被研究，共模电流最主要的来源就是由于电压源逆变器的共模电压，从调制的角度来讲，由于传统的三相逆变器桥臂数量为奇数，瞬时输出的共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模块电机，其特征在于，所述多模块电机的定子由2N套Y型连接的三相绕组组成，N为大于2的正整数，每两套作为一个互补单元，所述互补单元内的两套绕组通过绕组反接使得反电动势相差180°电角度，而每个互补单元之间的反电动势完全一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种多模块电机，其特征在于，所述多模块电机的定子由2N套Y型连接的三相绕组组成，N为大于2的正整数，每两套作为一个互补单元，所述互补单元内的两套绕组通过绕组反接使得反电动势相差180°电角度，而每个互补单元之间的反电动势完全一致。


2.根据权利要求1所述的多模块电机，其特征在于，所述2N套Y型连接的三相绕组在空间上相互独立，绕组阻抗一致，中性点不连接。


3.一种基于权利要求1或2所述的多模块电机的振动及共模电流抑制的PWM调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将多模块电机的转速作为反馈量，和指令值进行比较，进入转速调节器，并输出电流指令值Iref，此为转速闭环；
步骤2：采样每套三相绕组的电流作为反馈量，至少采样其中两相，另外一相通过计算得到，互补单元内部的两套绕组电流在对应相做减法，和电流指令值Iref进行比较，进入电流调节器，并输出调制波Uref，此为电流闭环；
步骤3：确定每个互补单元的载波相位θ；
步骤4：修改互补单元内部的PWM调制动作，使得互补单元内的两套绕组对应相PWM始终反向；
步骤5：将步骤2中的调制波与步骤3中确定的载波进行比较，并按照步骤4中的调制动作输出12N路PWM波；
步骤6：将输出的共12N路PWM波输出给2N个共用直流母线的三相电压源逆变器，驱动整个多模块电机。


4.根据权利要求3所述的PWM调制方法，其特征在于，所述载波相位θ与互补单元个数有关，若共有N个互补单元，第1个互补单元移相角视为0°，则对于第n个互补单元，其移相角应为(n-1)180°/N。


5.根据权利要求3所述的PWM调制方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自程，刘康，蒋栋，何忠祥，
申请(专利权)人：华中科技大学，中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42