一种隔离母线型开绕组永磁同步电机的电压调制方法技术

本发明专利技术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。高了此类电机在不同工况下的适应性。高了此类电机在不同工况下的适应性。

A voltage modulation method of isolated bus type open winding permanent magnet synchronous motor

【技术实现步骤摘要】
一种隔离母线型开绕组永磁同步电机的电压调制方法


[0001]本专利技术属于永磁同步电机调制
，特别涉及隔离母线型电机在两直流母线供电电压不相等的情况下的参考电压矢量合成方法。

技术介绍

[0002]对于隔离母线型开绕组永磁同步电机来说，其采用两个直流电源分别供电的隔离母线型拓扑结构，两个逆变器各自形成供电回路，消除了零序电流的影响，且能够在两电源电压不相等的情况下保证电机运行，从而能够拓宽电机空间矢量脉宽调制(SVPWM)的合成电压范围。
[0003]现有针对隔离母线型开绕组永磁同步电机的常用电压调制策略中，中心六边形法可以通过电压矢量的针对性选择来消除电机中存在的共模电压，进而减小零序电流对电机运行效果的影响，但是其调制范围的限制降低了直流母线电压的利用率；交替子六边形法使两个逆变器在不同调制周期中处于交替钳位状态，在保证母线电压最大利用率的同时有效地将开关频率降低了近一半，但在隔离母线型电机的两个直流供电电压不相等时，不同逆变器钳位状态下的电压矢量合成范围不同，导致其各自的调制效果不同，有可能导致在某些周期时参考电压矢量无法准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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，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；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。2.如权利要求1所示的方法，其特征在于：步骤二中建立的隔离母线型开绕组永磁同步电机具体采用以下形式：电压方程：式中，U
d
、U
q
分别为dq坐标系下定子电压；i
d
、i
q
分别为dq坐标系下定子电流；R
s
为定子电阻；L
d
、L
q
分别为dq轴电枢电感，L
s
为定子电感；ω
e
为转子电角速度；Ψ
f
为转子磁链；t为时间变量；电机转矩方程：式中，T
e
为电磁转矩；p为电机极对数；电机机械运动方程：式中，T
l
为电机负载转矩；J为电机转动惯量；ω
m
为电机转子机械角速度。3.如权利要求2所示的方法，其特征在于：步骤二中利用无差拍电流预测控制模型计算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T
s
的电流离散化处理为：
式中，和为k+1时刻的预测定子电流；ω
e
(k)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，U
d
(k+1)、U
q
(k+1)为k+1时刻定子电压；i
dref
(k)、i
qref
(k)为k时刻参考定子电流。4.如权利要求1所示的方法，其特征在于：步骤三中所执行的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承宁，王书琳，张硕，李雪萍，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：