直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法和系统，属于交流电机驱动与控制领域。本申请中一个逆变器的输出电压矢量中，轮流采用u

【技术实现步骤摘要】
直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法和系统
本专利技术属于交流电机驱动与控制领域，更具体地，涉及一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法和系统。
技术介绍
直流偏置型正弦电流电机采用带直流偏置的正弦电流驱动电机运行，如图1所示。通过改变直流偏置电流的大小，可以灵活地改变电机内部的转子磁通，不仅可以拓宽调速范围，而且可以提高转矩密度，特别适合需要频繁调速的工作场合。这种电机系统的拓扑结构如图2所示。相比于传统三相电机，直流偏置型正弦电流电机将中性点打开，三相绕组的两端分别连接两个三相逆变器。为了提供直流偏置电流的通路，两个三相逆变器使用共直流母线的连接方式。这种逆变器结构具有电压利用率高、容错能力强等特点，在航空起动/发电、汽车涡轮增压、矿用机械等应用场合有着广阔的前景。然而，这种驱动系统结构相比传统三相电机系统，开关管数量增加了一倍，使用传统控制策略时每个开关周期内的总开关次数为12次，开关损耗也不可避免地增大，影响整个系统的运行效率。因此需要选用合适的控制策略，在保证电机输出带直流偏置的正弦电流的基础上，降低逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法，其特征在于，包括：/nS1.根据三相静止坐标系下的电压矢量给定值u

【技术特征摘要】
1.一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法，其特征在于，包括：
S1.根据三相静止坐标系下的电压矢量给定值ua*、ub*、uc*所在扇区VSector，和0轴电压给定值u0*的正负，得到逆变器1的零电压矢量作用时间Tz1、逆变器2的零电压矢量作用时间Tz2；VSector＝{1,2,3,4,5,6}；
若电压矢量给定值位于奇数扇区{1,3,5}，Tz1和Tz2为：



若电压矢量给定值位于偶数扇区{2,4,6}，Tz1和Tz2为：



其中，逆变器1和逆变器2共直流母线，分别连接在直流偏置型正弦电流电机三相绕组的两端；udc表示直流母线电压；
S2.利用两相静止坐标系下的电压矢量给定值uα*、uβ*，根据公式：






得到逆变器1的独立电压矢量给定值uα1*、uβ1*和逆变器2的独立电压矢量给定值uα2*、uβ2*；
S3.根据逆变器i的独立电压矢量给定值uαi*、uβi*所在扇区VSectori和逆变器i的零电压矢量作用时间Tzi，按照平均值等效原则，分配每个扇区内逆变器i的相邻两个电压矢量的作用时间T1i，T2i、以及000电压矢量的作用时间T0i、111电压矢量的作用时间T7i；其中，i＝1,2，VSectori＝{I,II,III,IV,V,VI}；T0i、T7i的作用时间分别为：






其中，Ts表示开关周期；
S4.根据T1i、T2i、T0i、T7i得到逆变器i对应的A相、B相、C相PWM信号作用时间TAi、TBi、TCi，将其作用在直流偏置型正弦电流电机的相绕组上，控制直流偏置型正弦电流电机绕组A、B、C相的电流，实现d、q、0轴电流的无差跟踪。


2.根据权利要求1所述的一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法，其特征在于，三相静止坐标系下的电压矢量给定值ua*、ub*、uc*为：



其中，uα*、uβ*为两相静止坐标系下的电压矢量给定值。


3.根据权利要求1或2所述的一种直流偏置型正弦电流电机系统低开关频率控制方法，其特征在于，uα*、uβ*获取过程包括：
01.采集转子机械角度信号θr，根据n＝9.55·dθr/dt计算得到电机转速反馈值n，根据θe＝θr/np计算得到电机转子电角度θe，其中，np为电机直流偏置型正弦电流电机的极对数；
02.利用电机转子电角度信号θe，对三相电流信号ia、ib、ic，进行静止-旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴、q轴、0轴电流反馈值id、iq、i0；
03.调节电机转速给定值n*与电机转速反馈值n的差值，使得n始终跟随n*的变化而变化；
04.对q轴电流给定值iq*进行乘法运算，得到0轴电流给定值令d轴电流给定值id*＝0；
05.根据d轴电流给定值id*与d轴电流反馈值id的差值，得到d轴电压给定值ud*，通过调节ud*使得id始终跟随id*的变化而变化；根据q轴电流给定值iq*与q轴电流反馈值iq的差值，得到q轴电压给定值uq*，通过调节uq*，使得iq始终跟随iq*的变化而变化；根据0轴电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔武斌，于子翔，曲荣海，李大伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42