[发明专利]一种多相永磁同步电机的非正弦SVPWM控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种多相永磁同步电机的非正弦SVPWM控制方法及装置，属于交流电机与驱动控制领域。其方法以SPWM输出相调制波为基准，对SVPWM调制的谐波注入非正弦供电进行输入补偿和输出变换。输入补偿通过实际电压d‑q给定分量计算各谐波平面补偿角度并叠加电机实际反馈角度θr，以补偿谐波注入非正弦供电的各谐波平面d轴电压给定值输出变换通过交换d、q分量后的拓展Park变换矩阵Tc(θ)，使多相SVPWM输出相调制波变换为方波非正弦波形。并提供了多相永磁同步电机的非正弦SVPWM控制装置。本发明实现了闭环跟踪下SVPWM调制的谐波注入非正弦供电技术，为谐波注入非正弦供电、多相SVPWM及其他开环电压给定算法组合应用到闭环跟踪系统提供了参考思路。

主权项

1.一种多相永磁同步电机的非正弦SVPWM控制方法，所述多相永磁同步电机的相数n大于3且为奇数，其存在(n‑1)/2个谐波平面，其特征在于，包括如下步骤：(1)将电机转速反馈值ω_r和电机转速给定值作差得到转速误差值，根据转速误差值计算得到电枢电流给定值根据电枢电流给定值和控制策略，得到各谐波平面d轴给定电流和各谐波平面q轴给定电流(2)通过拓展Park变换矩阵T(θ)将静止相坐标轴系下的电机n相电流i1、i2、…、in变换为旋转正交d‑q轴系下各谐波平面电流分量idq1,idq3,...,idq(n‑2)；以所述旋转正交d‑q轴系下各谐波平面电流分量idq1,idq3,...,idq(n‑2)的d轴电流分量作为各谐波平面d轴电流反馈值id1,id3,...,id(n‑2)，以所述旋转正交d‑q轴系下各谐波平面电流分量idq1,idq3,...,idq(n‑2)的q轴电流分量作为各谐波平面q轴电流反馈值iq1,iq3,...,iq(n‑2)；(3)将各谐波平面d轴给定电流与对应的谐波平面d轴电流反馈值作差，得到各谐波平面d轴电流误差值，根据各谐波平面d轴电流误差值计算得到各谐波平面d轴电压给定值将各谐波平面q轴给定电流与对应的谐波平面q轴电流反馈值作差，得到各谐波平面q轴电流误差值，根据各谐波平面q轴电流误差值计算得到各谐波平面q轴电压给定值(4)通过调节电枢电流给定值进而调节各谐波平面d轴电流给定值和各谐波平面q轴电流给定值使得电机转速给定值与电机转速反馈值ω_r的差值为零，实现对电机转速给定值无差跟踪；通过调节各谐波平面d轴电压给定值使得各谐波平面d轴电流给定值和其对应的谐波平面d轴电流反馈值i_d1,i_d3,...,i_d(n‑2)差值为零，实现对各谐波平面d轴电流给定值无差跟踪；通过调节各谐波平面q轴电压给定值使得各谐波平面q轴电流给定值和其对应的谐波平面q轴电流反馈值i_q1,i_q3,...,i_q(n‑2)差值为零，实现对各谐波平面q轴电流给定值无差跟踪；(5)根据各谐波平面d轴电压给定值和各谐波平面q轴电压给定值计算得到开环电压给定的非正弦输入算法的各谐波平面参考电压矢量V_1ref,V_3ref,...,V_(n‑2)ref和各谐波平面补偿后位置角(6)对开环电压给定的非正弦输入算法的各谐波平面参考电压矢量V_1ref,V_3ref,...,V_(n‑2)ref和各谐波平面补偿后位置角进行空间矢量脉宽调制，得到变换前的非正弦相调制波(7)将变换前的非正弦相调制波隐含的d、q分量进行交换，得到变换后的非正弦相调制波U_out＝[u₁,u₂,u₃,...,u_n]，将其作为PWM调制波对驱动脉冲进行调制，得到n相PWM信号；n相PWM信号控制n相半桥逆变器输出电压作用在多相永磁同步电机的n个绕组上，产生对应于输入PWM调制波的电流信号波形，控制多相永磁同步电机运行。