[发明专利]两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法

说明书

本发明涉及发电、变电或配电技术领域，尤其是两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法，本发明通过协同优化两组三相变流器的运行模式和开关序列，实现了在宽调制比范围和宽功率因数范围内对直流母线电容电流纹波和直流母线电压纹波的有效抑制；通过协同优化两组三相变流器的运行模式，实现了对直流母线中点电位波动的抑制。在低调制比下，本发明有效抑制了中点电位波动，在高调制比下，本发明有效抑制了开关次中点电位波动。因此，本发明公开的两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法有助于减小直流母线电容的容值，有助于提高驱动系统的功率密度和可靠性。

技术领域

本发明涉及发电、变电或配电领域，尤其是两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法。

背景技术

近期研究表明，电容故障发生的频次占变换器各类故障的30％，仅次于占比为34％的变换器开关器件故障，因此，电容器的寿命是影响变换器可靠性的关键因素之一，三电平变流器通常使用成本较低容量较大的电解电容作为直流母线的分压电容，其寿命主要受纹波电流导致的电容器温升的影响，因此，抑制电容电流纹波是延长电容寿命、提高变流器可靠性的有效方法，此外，直流母线电压纹波的大小直接决定了电容容量的选型，抑制母线电压纹波可以有效减小电容器的容量，从而提高变换器的功率密度和可靠性，现有三电平变流器直流母线电容电流纹波抑制方法往往局限于三相电机驱动系统，对直流母线电压纹波和电流纹波的抑制能力有限，难以在宽调制比范围和宽功率因数范围内同时获得较好的电流纹波和电压纹波抑制效果，为此，本发明提出了两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提出了两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

两相组交流永磁电机三电平变流系统优化调制方法，包括如下步骤：

定义两组变流器各自相对应的运行模式；计算第一时刻的直流母线中点电位并根据第一时刻的直流母线中点电位对一拍控制延迟进行延迟补偿，得到第二时刻的直流母线中点电位；

根据第二时刻的直流母线中点电位利用两种所述运行模式预测第三时刻的直流母线中点电位，根据第三时刻的直流母线中点电位选择其中一种运行模式作为两组变流器在下一个开关周期内的运行方式并确定各组变流器拟使用的电压矢量，对各组变流器的电压矢量进行重新排序并生成相应的变流器的开关序列，将所述开关序列作为下一个开关周期的开关器件的驱动信号。

进一步地，

进一步地，所述延迟补偿包括如下步骤：

根据计算第二时刻的直流母线中点电位，其中，是第一时刻的直流母线中点电位，是第二时刻的直流母线中点电位，是第一时刻开始的开关周期内第i段电压矢量作用下变流器侧母线中点输入电流，是第一时刻开始的开关周期内第i段电压矢量的作用时间，seg^k是第一时刻开始的开关周期内电压矢量的个数。

进一步地，两组变流器各自相对应的运行模式包括如下：两组变流器包括变流器I和变流器II，将变流器I输出正小矢量序列而变流器II输出负小矢量序列的工况为1P2N运行模式；将变流器I输出负小矢量序列而变流器II输出正小矢量序列的工况为1N2P运行模式。

进一步地，利用两种所述运行模式预测第三时刻的直流母线中点电位包括如下步骤：

根据计算第三时刻的直流母线中点电位，其中，是第三时刻的直流母线中点电位，是第二时刻开始的开关周期内第i段电压矢量作用下变流器侧母线中点输入电流，是第二时刻开始的开关周期内第i段电压矢量的作用时间，seg^k+1是第二时刻开始的开关周期内电压矢量的个数。