[发明专利]一种抑制多相电机共模电压的空间矢量脉宽调制方法有效

专利信息
申请号: 201810147029.0 申请日: 2018-02-12
公开(公告)号: CN108233755B 公开(公告)日: 2020-01-31
发明(设计)人: 何怡刚;郑剑;罗旗舞;张慧;尹柏强;何鎏璐;段嘉珺 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: H02M7/5387 分类号: H02M7/5387;H02M7/5395;H02M1/12;H02P27/08
代理公司: 42102 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 代理人: 唐万荣;杨晓燕
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 多相电机 共模电压 基本矢量 空间矢量脉宽调制 辅助矢量 开关周期 变流器开关 参考矢量 大小相等 动态性能 多相励磁 多相驱动 发电系统 谐波抑制 优化模型 有效抑制 作用顺序 线电压 相电流 可用 稳态 转矩 合成 优化
【权利要求书】:

1.一种抑制多相电机共模电压的空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将多相电机的所有基本矢量分成q类,从中选出共模电压大小相等且绝对值最小的x类;

(2)针对x类基本矢量中的每类,按优化模型构造出y级辅助矢量,优化模型为

在机电能量转换平面

在非机电能量转换子空间

所述优化模型中:h是基本矢量编号,Vh是第xi类基本矢量的第h个基本矢量;Th是第xi类基本矢量的第h个基本矢量的作用时间,是优化变量;表示第xi类基本矢量的每个基本矢量的作用时间之和;T′是控制周期,所述控制周期是比开关周期更小的时间段;表示第xi类基本矢量的合成结果的长度;λ是反映非机电能量转换子空间谐波电压大小的参变量,λ越小,则非机电能量转换子空间谐波电压越小,λ最小值为零;

优化模型的目标函数是,在机电能量转换平面,第xi类基本矢量的合成结果的长度为最大;优化模型的约束条件有三个:第一个约束条件是,第xi类基本矢量的每个基本矢量的作用时间为非负值;第二个约束条件是,第xi类基本矢量的每个基本矢量的作用时间之和等于控制周期;第三个约束条件是,在非机电能量转换子空间,第xi类基本矢量的合成结果的长度等于λ;

当λ有y个值,即λ=λ0,λ1,λ2,…,λy-1,则针对第xi类基本矢量,构造出y级辅助矢量,依次称作第xi类第λ0级辅助矢量,第xi类第λ1级辅助矢量,第xi类第λ2级辅助矢量,…,第xi类第λy-1级辅助矢量;

针对全部x类基本矢量,总共得到x·y级辅助矢量,将这x·y级辅助矢量离线保存,在线应用时,根据共模电压性能要求和谐波电压性能要求,从x·y级辅助矢量选出若干级辅助矢量,用来实时合成参考矢量;

(3)利用辅助矢量去合成参考矢量,得到每个开关周期内起作用基本矢量的作用时间;

(4)以变流器开关次数最少为目标,得到每个开关周期内起作用基本矢量的优化作用顺序。

2.根据权利要求1所述的抑制多相电机共模电压的空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,当多相电机有p个悬空的星形结点,则存在p个共模电压;当p个共模电压的取值组合有q种情形,则按q种情形将所有基本矢量分成q类;从q类基本矢量中选出x类基本矢量,这x类基本矢量的p个共模电压的大小相等并且绝对值最小。

3.根据权利要求1所述的抑制多相电机共模电压的空间矢量脉宽调制方法,其特征在于,在所述步骤(3)中,参考矢量由辅助矢量来合成,在合成过程中,只考虑机电能量转换平面的合成情况,不考虑非机电能量转换子空间的合成情况,合成方案的种类有x类,即单类合成方案,双类合成方案,…,x-1类合成方案,x类合成方案,对于每类合成方案,当λ有y个值,即λ=λ0,λ1,λ2,…,λy-1,则有y级合成方案,根据需要选择不同的方案;

对于任意一个方案,首先得到每个开关周期内各辅助矢量的作用时间,然后再将每个辅助矢量的作用时间分配给起作用的基本矢量,最终得到每个开关周期内起作用的基本矢量的作用时间。

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