本发明专利技术公开了一种零共模电压调制方法、单元和磁悬浮轴承控制装置，属于磁悬浮轴承控制技术领域，所述方法包括：计算归一化的差模电压指令和共模电压指令；根据差模电压指令判断扇区编号；根据扇区编号、差模电压指令和共模电压指令计算各个电压矢量的归一化作用时间；根据各个电压矢量的归一化作用时间计算四个占空比，再根据扇区编号N将四个占空比分配给四个桥臂以生成相应调制信号；利用载波比较环节将设定的载波信号和四个桥臂的调制信号进行比较从而生成PWM信号，以驱动磁轴承驱动变换器。本发明专利技术能够在不影响磁悬浮轴承正常控制的前提下，显著抑制磁悬浮轴承控制器带来的共模电磁干扰，避免其对保护轴承的损害和对位移传感器的影响。传感器的影响。传感器的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种零共模电压调制方法、单元和磁悬浮轴承控制装置
[0001]本专利技术属于磁悬浮轴承控制
，更具体地，涉及一种零共模电压调制方法、单元和磁悬浮轴承控制装置。
技术介绍
[0002]主动磁悬浮轴承具有无摩擦、低损耗、无噪声等优良特性，被广泛的应用于高速旋转机械中。磁悬浮轴承控制器主要通过电力电子变换器的开关动作来实现对磁悬浮轴承绕组电流的控制，进而实现对转子位置的控制。电力电子器件的高频开关动作会产生高频的共模电压，并经由磁悬浮轴承的杂散参数构成的共模回路产生高频共模漏电流。
[0003]现有技术中共模干扰使得磁悬浮轴承控制器难以满足电磁兼容标准；所产生的共模漏电流会腐蚀保护轴承，威胁其安全运行；高频的共模电压还会在空间中造成电磁辐射，干扰位置传感器的信号，威胁着轴承的悬浮控制。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种零共模电压调制方法、单元和磁悬浮轴承控制装置，其目的在于，分别在差模电压和共模电压两个方面具有最大的直流电压利用率，能够保持系统的动态响应速度，理论实现零共模干扰电压，在不影响磁悬浮轴承正常控制的前提下，显著抑制磁悬浮轴承控制器带来的共模电磁干扰，由此解决现有技术中磁悬浮轴承难以精准高效控制的技术问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种零共模电压调制方法，包括：
[0006]S1：利用电压指令计算环节接收磁轴承控制器上四个桥臂的参考电压，计算归一化的差模电压指令和共模电压指令；所述差模电压指令包括：x方向两个绕组电压之差和y方向两个绕组电压之差所述共模电压指令包括：x方向两个绕组电压之和
[0007]S2：利用扇区判断环节根据所述差模电压指令判断扇区编号N；
[0008]S3：利用作用时间计算环节根据所述扇区编号N、所述差模电压指令和所述共模电压指令，计算各个电压矢量的归一化作用时间；
[0009]S4：利用占空比分配环节根据各个所述电压矢量的归一化作用时间计算四个占空比，再根据所述扇区编号N将所述四个占空比分配给四个桥臂以生成相应调制信号；
[0010]S5：利用载波比较环节将设定的载波信号和所述四个桥臂的调制信号进行比较，从而生成PWM信号。
[0011]在其中一个实施例中，所述S1中：
[0012]x方向两个绕组电压之差表示为：
[0013][0014]y方向两个绕组电压之差表示为：
[0015][0016]x方向两个绕组电压之和表示为：
[0017][0018]其中，为x方向两个绕组所连接的桥臂的参考电压，为y方向两个绕组所连接的桥臂的参考电压，v
N
为四个绕组星接端的电压，V
dc
为直流母线电压。
[0019]在其中一个实施例中，所述S2包括：
[0020]控制所述扇区判断环节利用作为判断依据获取当前对应的扇区编号N。
[0021]在其中一个实施例中，所述S3中：各所述电压矢量的归一化作用时间包括：
[0022]第一差模矢量作用时间
[0023]第二差模矢量作用时间
[0024]反向共模矢量作用时间t
CM
‑
，
[0025]正向矢量作用时间t
CM+
；
[0026]四个占空比d1,d2,d3,d4的计算公式分别为：d1＝0.5t
CM
‑
；d2＝d1+t
DM1
；d3＝d2+t
CM+
；d4＝d3+t
DM2
。
[0027]在其中一个实施例中，所述S4中：根据所述扇区编号N和四个占空比为每个桥臂分配个调制信号，其分配原则为：
[0028][0029][0030][0031][0032]其中，字母D表示桥臂调制信号，第一个下标表示桥臂编号，第二个小标表示调制信号的信号强度，满足D
i1
≤D
i2
，i＝1,2,3,4。
[0033]在其中一个实施例中，所述载波信号为三角载波；所述S5中：
[0034]对于每个桥臂而言，当所述载波信号大于第一调制信号D
i1
且小于第二调制信号D
i2
时输出的PWM信号为高电平，否则输出的PWM信号为低电平；
[0035]四路所述PWM信号将相应地分配到x方向两个绕组所连接的桥臂的上管驱动和y方向两个绕组所连接的桥臂的下管驱动。
[0036]按照本专利技术的另一方面，提供了一种零共模电压调制单元，用于执行所述的零共模电压调制方法，包括：
[0037]电压指令计算环节，用于接收磁轴承控制器上四个桥臂的参考电压，计算归一化的差模电压指令和共模电压指令；所述差模电压指令包括：x方向两个绕组电压之差和y方向两个绕组电压之差所述共模电压指令包括：x方向两个绕组电压之和
[0038]扇区判断环节，用于根据所述差模电压指令判断扇区编号N；
[0039]作用时间计算环节，用于根据所述扇区编号N、所述差模电压指令和所述共模电压指令，计算各个电压矢量的归一化作用时间；
[0040]占空比分配环节，用于根据各个所述电压矢量的归一化作用时间计算四个占空比，再根据所述扇区编号N将所述四个占空比分配给四个桥臂以生成相应调制信号；
[0041]载波比较环节，用于将设定的载波信号和所述四个桥臂的调制信号进行比较，从而生成PWM信号。
[0042]按照本专利技术的另一方面，提供了一种具备共模干扰抑制能力的磁悬浮轴承控制装置，包括：
[0043]磁轴承驱动变换器，与磁悬浮轴承连接，由电力电子器件构成，用于根据门极驱动信号进行功率放大，以驱动两自由度八极的所述磁悬浮轴承；
[0044]位移控制单元，与所述磁悬浮轴承连接，用于采集所述磁悬浮轴承的位移偏差信号并执行位置控制算法，从而生成轴承绕组的电流指令值；
[0045]电流控制单元，与所述位移控制单元连接，用于接收所述电流指令值以采集实际
电流值，并执行电流控制算法生成四个桥臂的指令电压；
[0046]零共模电压调制单元，与所述电流控制单元和所述连接，用于接收四个桥臂的指令电压并执行所述的零共模电压调制方法，从生成门极驱动信号传递给所述磁轴承驱动变换器。
[0047]在其中一个实施例中，所述磁轴承驱动变换器包括四个共用直流母线的开关桥臂，分别连接两自由度八极磁悬浮轴承的四个绕组的一端，四个绕组的另一端直接连接在一起。
[0048]按照本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。
[0049]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0050](1)本专利技术所提出的零共模电压调制方法分别在差模电压和共模电压两个方面具有最大的直流电压利用率，不会降低系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种零共模电压调制方法，其特征在于，包括：S1：利用电压指令计算环节接收磁轴承控制器上四个桥臂的参考电压，计算归一化的差模电压指令和共模电压指令；所述差模电压指令包括：x方向两个绕组电压之差和y方向两个绕组电压之差所述共模电压指令包括：x方向两个绕组电压之和S2：利用扇区判断环节根据所述差模电压指令判断扇区编号N；S3：利用作用时间计算环节根据所述扇区编号N、所述差模电压指令和所述共模电压指令，计算各个电压矢量的归一化作用时间；S4：利用占空比分配环节根据各个所述电压矢量的归一化作用时间计算四个占空比，再根据所述扇区编号N将所述四个占空比分配给四个桥臂以生成相应调制信号；S5：利用载波比较环节将设定的载波信号和所述四个桥臂的调制信号进行比较，从而生成PWM信号。2.如权利要求1所述的零共模电压调制方法，其特征在于，所述S1中：x方向两个绕组电压之差表示为：y方向两个绕组电压之差表示为：x方向两个绕组电压之和表示为：其中，为x方向两个绕组所连接的桥臂的参考电压，为y方向两个绕组所连接的桥臂的参考电压，v
N
为四个绕组星接端的电压，V
dc
为直流母线电压。3.如权利要求1所述的零共模电压调制方法，其特征在于，所述S2包括：控制所述扇区判断环节利用作为判断依据获取当前对应的扇区编号N。4.如权利要求1所述的零共模电压调制方法，其特征在于，所述S3中：各所述电压矢量的归一化作用时间包括：第一差模矢量作用时间t
DM1
，
第二差模矢量作用时间t
DM2
，反向共模矢量作用时间t
CM
‑
，正向矢量作用时间t
CM+
；四个占空比d1,d2,d3,d4的计算公式分别为：d1＝0.5t
CM
‑
；d2＝d1+t
DM1
；d3＝d2+t
CM+
；d4＝d3+t
DM2
。5.如权利要求4所述的零共模电压调制方法，其特征在于，所述S4中：根据所述扇区编号N和四个占空比为每个桥臂分配个调制信号，其分配原则为：号N和四个占空比为每个桥臂分配个调制信号，其分配原则为：号N和四个占空比为每个桥臂分配个调制信号，其分配原则为：号N和四个占空比为每个桥臂分配个调制信号，其分配原则为：其中，字母D表示桥臂调制信号，第一个下标表示桥臂编号，第二个小标表示调制信号的信号强度，满足D
i1
...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋栋，谢元浩，胡烽，刘自程，李闻一，
申请(专利权)人：湖北舜一技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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