适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置，涉及多电平电力电子变换器技术领域。本发明专利技术包括接收实时监测的电机频率数据ω

【技术实现步骤摘要】
适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置


[0001]本专利技术涉及多电平电力电子变换器
，具体为适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的发展，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)凭借电压等级高、交流侧输出电压谐波含量低等优点，在电机驱动、柔性直流输电等被广泛应用。然而，MMC在应用于大功率电机驱动场合时存在子模块电容电压脉动的问题，且脉动幅值随着电机频率降低而增大，严重时可导致电容和开关器件过压，影响驱动系统的可靠运行。但是电机低速情况下电机驱动系统的低频电压脉动较大，影响了驱动系统的可靠运行，为此，我们提出适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置，能够有效保障在电机低速情况下驱动系统MMC子模块电容电压脉动小，高速情况下电机转矩脉动小，实现驱动系统的高可靠、宽调速范围运行。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，包括以下步骤：
[0005]接收实时监测的电机频率数据ω
m
，并设定用于确定驱动系统工作模式的临界频率ω
b
；
[0006]将接收的电机频率ω
m
与临界频率ω
b<br/>进行对比，若ω
m
小于等于ω
b
，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为低速模式；若ω
m
大于ω
b
，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为高速模式。
[0007]进一步的，所述临界频率ω
b
的选取范围为：
[0008][0009]其中ω
g
为低速模式下的MMC交流侧频率。
[0010]进一步的，所述低速模式下MMC输出恒定的中频交流侧电压，CCV驱动电机运行；高速模式下MMC驱动电机运行，CCV进入旁路状态。
[0011]进一步的，所述低速模式下MMC的控制策略如下：
[0012](1)MMC交流侧电压值经过abc/αβ坐标变换，将参考值与实际值作差，所得差值经过比例谐振调节得到第一控制信号；
[0013](2)滤波电容电流值经过abc/αβ坐标变换，再经过比例调节得到第二控制信号；
[0014](3)将所述第一、二控制信号作差，再经过αβ/abc坐标变换得到MMC控制信号。
[0015]进一步的，所述第一控制信号采用准比例谐振控制器对差值进行调节得到。
[0016]进一步的，所述低速模式下CCV的控制策略如下：
[0017](1)电机转速参考值与实际值作差，所得差值经过比例积分调节得到第一控制信号；
[0018](2)电机电流值经过abc/dq坐标变换，得到第二控制信号；
[0019](3)将所述第一、二控制信号作差，所得差值经过比例积分调节，再经过dq/abc坐标变换得到CCV控制信号。
[0020]进一步的，所述高速模式下MMC的控制策略如下：
[0021](1)电机转速参考值与实际值作差，所得差值经过比例积分调节得到第一控制信号；
[0022](2)电机电流值经过abc/dq坐标变换，得到第二控制信号；
[0023](3)将所述第一、二控制信号作差，所得差值经过比例积分调节，再经过dq/αβ坐标变换得到第三控制信号；
[0024](4)滤波电容电流值经过abc/αβ坐标变换，再经过比例调节得到第四控制信号；
[0025](5)将所述第三、四控制信号作差，再经过αβ/abc坐标变换得到MMC控制信号。
[0026]进一步的，所述abc/dq变换、dq/abc变换与dq/αβ变换的角度θ由电机的转子位置传感器得到。
[0027]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行装置，包括：
[0028]数据接收模块，用于接收实时监测的电机频率数据ω
m
，并设定用于确定驱动系统工作模式的临界频率ω
b
；
[0029]工作模式控制模块，用于将接收的电机频率ω
m
与临界频率ω
b
进行对比，若ω
m
小于等于ω
b
，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为低速模式；若ω
m
大于ω
b
，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为高速模式。
[0030]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了所述的适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法。
[0031]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0032]1.本专利技术在电机低速情况下令MMC中频运行，能够有效保障MMC具有较小的子模块电容电压脉动，避免子模块电容和开关器件过压，保障驱动系统的高可靠运行；
[0033]2.本专利技术在电机高速情况下由MMC驱动电机，电能质量高，能够有效保障电机具有较低的转矩脉动；
[0034]3.本专利技术所提出的宽频率范围运行方法无需增加系统建设成本，算法易于实现，控制简单直接，具有较强的实用性。
[0035]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0036]图1是本专利技术所述MMC和CCV级联驱动系统的电路图；
[0037]图2是本专利技术所述方法的运行原理图；
[0038]图3是本专利技术所述低速模式的控制框图；
[0039]图4是本专利技术所述高速模式的控制框图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
[0041]图1为驱动系统电路图，所述驱动系统具有低速模式和高速模式两种工作模式，根据电机频率确定具体工作模式，图2为所述宽频率范围运行方法控制原理图。
[0042]请参阅图1
‑
2，本专利技术提供一种技术方案：一种适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，包括以下步骤：
[0043]步骤一：设置ω
b
为确定驱动系统工作模式的临界频率，并通过电机光电编码器接收的脉冲信号实时监测电机频率ω
m...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，其特征在于，包括以下步骤：接收实时监测的电机频率数据ω
m
，并设定用于确定驱动系统工作模式的临界频率ω
b
；将接收的电机频率ω
m
与临界频率ω
b
进行对比，若ω
m
小于等于ω
b
，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为低速模式；若ω
m
大于ω
b
，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为高速模式。2.根据权利要求1所述的适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，其特征在于：所述临界频率ω
b
的选取范围为：其中ω
g
为低速模式下的MMC交流侧频率。3.根据权利要求1所述的适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，其特征在于：所述低速模式下MMC输出恒定的中频交流侧电压，CCV驱动电机运行；高速模式下MMC驱动电机运行，CCV进入旁路状态。4.根据权利要求3所述的适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，其特征在于：所述低速模式下MMC的控制策略如下：(1)MMC交流侧电压值经过abc/αβ坐标变换，将参考值与实际值作差，所得差值经过比例谐振调节得到第一控制信号；(2)滤波电容电流值经过abc/αβ坐标变换，再经过比例调节得到第二控制信号；(3)将所述第一、二控制信号作差，再经过αβ/abc坐标变换得到MMC控制信号。5.根据权利要求4所述的适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，其特征在于：所述第一控制信号采用准比例谐振控制器对差值进行调节得到。6.根据权利要求3所述的一种适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法，其特征在于：所述低速模式下CCV的控制策略如下：(1)电机转速参考值与实际值作差，所得差值经过比例积分调节得到第一控制信号；(2)电机电流值...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓富金，张越，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：