[发明专利]SiC器件电流源型双三相永磁同步电机驱动系统及方法

说明书

本发明公开了采用软开关技术的SiC器件电流源型双三相永磁同步电机驱动系统，系统包括：位于双三相永磁同步电机侧的两个电机定子绕组端口、相互串联的两个电流源型逆变器、两个三相滤波电容、直流母线电感、电源侧斩波器、电压源、零电压开关辅助电路；方法包括：包括电流源型逆变器一的控制过程、电流源型逆变器二的控制过程、软开关的控制过程。通过两个串联的电流源型功率变换器对多相绕组进行馈电，提高了电机驱动系统的可靠性和容错性，同时采用了软开关技术和主动阻尼技术，使得SiC器件开关柔性化，抑制了SiC器件高频工作带来的电磁干扰问题，提升电机驱动系统的性能，同时具有转矩脉动小，故障容错能力强的优点。

技术领域

本发明属于电机驱动领域，涉及多相电机驱动系统，更为具体地说是涉及一种电流源型双三相电机驱动系统及其控制方法。

背景技术

目前电机系统的功率不断变大，相应电机的尺寸也不断扩大。传统三相电机系统定子绕组为三相，通过三相绕组的串并联来增加电机的功率，利用三相功率变换器对电机进行馈电。然而这种传统三相电机绕组集中，并且分布在电机的整个空间，因此不利于电机的模块化生产和装配。电机功率不断增大，给电机的生产和装配带来了更大的困难。当电机中某一相绕组发生故障时，会影响到其他两相电机绕组，进而影响到整个电机的运行。

多相电机低压大功率输出与容错能力强的特征非常适合供电电压受限和系统可靠性要求高的场合。在各类多相电机中，双三相电机由于与传统三相电机关系密切并且兼具多相电机的优点，应用最为广泛。双三相电机通过两个独立的三相功率变换器进行馈电，当电机中某一套绕组发生故障或者功率变换器某个开关器件故障，通过改变控制算法，电机依旧可以正常工作，因此电机系统的可靠性得到提高。

功率变换器的损耗很大一部分来自开关器件的开关损耗，软开关技术的应用可以大大减小器件的开关损耗，提高变换器的效率。传统的电机驱动系统软开关技术大多是针对电压源型变换器，尚未在电流源型软开关上实现技术突破。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了采用软开关技术的电流源型双三相电机驱动系统及其控制方法，通过两个串联的电流源型功率变换器对多相绕组进行馈电，提高了电机驱动系统的可靠性和容错性，同时采用了软开关技术和主动阻尼技术。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种SiC器件电流源型双三相永磁同步电机驱动系统，包括：

位于双三相永磁同步电机侧的两个电机定子绕组端口、相互串联的两个电流源型逆变器、两个三相滤波电容、直流母线电感、电源侧斩波器、电压源、零电压开关辅助电路，

所述两个电机定子绕组端口分别由两个电流源型逆变器馈电；

所述串联的两个电流源型逆变器交流侧分别与三相滤波电容并联；

所述串联的两个电流源型逆变器直流侧一端与直流母线电感串联，另一端与电源侧斩波器串联；

所述电源侧斩波器与电压源并联；

所述直流母线电感和电源侧斩波器串联，和零电压开关辅助电路并联；

所述零电压开关辅助电路包括谐振电感支路和谐振电容支路；

所述电流源型逆变器对应直流母线电感的电流由斩波器控制。

进一步的，所述两个电流源型逆变器包括电流源型逆变器一和电流源型逆变器二，所述两个三相滤波电容包括三相滤波电容一和三相滤波电容二，其中：

所述电流源型逆变器一交流侧和三相滤波电容一并联；

所述电流源型逆变器二交流侧和三相滤波电容二并联；

所述电流源型逆变器一直流侧的一端与电流源型逆变器二直流侧的一端串联；