[發明專利]一種基于多頻率調制輸出的多臺電機串聯裝置

有效

• 申請號: 201610376886.9
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN107453658B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張華強;魯曉彤;秦秀敬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P5/74;H02P25/16;H02P25/22
• 代理公司: 威海聚睿知識產權代理事務所(普通合伙) 37352
• 代理人: 宋立國

1.一種基于多頻率調制輸出的多臺電機串聯裝置，包括兩臺非對稱六相電機、一臺兩相電機和一臺七相逆變器，兩臺非對稱六相電機均具有六相繞組，所述六相繞組均由兩套相位差為30°的三相繞組組成，其特征在于，一臺非對稱六相電機的六相繞組依次為：A1、B1、C1、D1、E1、F1，其中，繞組A1、繞組B1、繞組C1為一套繞組間相位互差120°的三相繞組，繞組D1、繞組E1、繞組F1為另一套繞組間相位互差120°的三相繞組，繞組A1與繞組D1之間相位差30°；另一臺非對稱六相電機的六相繞組依次為：A2、B2、C2、D2、E2、F2，其中，繞組A2、繞組B2、繞組C2為一套繞組間相位互差120°的三相繞組，繞組D2、繞組E2、繞組F2為另一套繞組間相位互差120°的三相繞組，繞組A2與繞組D2之間相位差30°；所述兩相電機的兩相繞組分別為A3和B3，繞組A3和繞組B3相位差90°；所述七相逆變器共有7個輸出端子；所述七相逆變器的第1輸出端子與繞組A1的輸入端連接，繞組A1的輸出端與繞組F2的輸入端連接，繞組F2的輸出端與繞組B3連接，繞組B1的輸出端與繞組D2的輸入端連接，繞組D2的輸出端與繞組B3連接，繞組C1的輸出端與繞組E2的輸入端連接，繞組E2的輸出端與繞組B3連接，繞組D1的輸出端與繞組B2的輸入端連接，繞組B2的輸出端與繞組A3連接，繞組E1的輸出端與繞組C2的輸入端連接，繞組C2的輸出端與繞組A3連接，繞組F1的輸出端與繞組A2的輸入端連接，繞組A2的輸出端與繞組A3連接，繞組A3的輸出端與繞組B3的輸出端的連接點構成所述兩相電機的中性點N，所述中性點N與所述七相逆變器的第7輸出端子連接；

上述基于多頻率調制輸出的多臺電機串聯裝置的控制方法包括以下步驟：

步驟(1)假設共有n臺電機串聯連接，采集n臺電機的轉速和逆變器輸出的相電流，采用坐標變換和PI調節器，得到在α-β坐標系中期望合成的電壓空間矢量參考值v_α1β1、v_α2β2…v_αnβn；

步驟(2)基于SVPWM選擇與參考值v_α1β1、v_α2β2…v_αnβn相鄰最大的矢量來合成期望的輸出電壓矢量；

步驟(3)采用基于可變子周期的調制方法，在一個開關周期T_s，而不是n個連續的開關周期，施加需要的電壓空間矢量，采用矢量合成法則，計算電壓空間矢量的作用時間；

步驟(4)根據選擇電壓空間矢量對應的開關器件通斷狀態和矢量作用時間，得到驅動七相逆變器的開關器件通斷的PWM波形，重新確定需要的電壓空間矢量及其作用順序，實現多臺電機串聯裝置的多頻率調制輸出；

所述步驟(3)為：可變子周期T_1s、T_2s…T_ns是以v_α1β1^*、v_α2β2^*…v_αnβn^*的幅值為變量的函數：T_1s＝|v_α1β1^*|T_s/(|v_α1β1^*|+|v_α2β2^*|+…+|v_αnβn^*|)、T_2s＝|v_α2β2^*|T_s/(|v_α1β1^*|+|v_α2β2^*|+…+|v_αnβn^*|)…T_ns＝|v_αnβn^*|T_s/(|v_α1β1^*|+|v_α2β2^*|+…+|v_αnβn^*|)，其中，|v_α1β1^*|、|v_α2β2^*|…|v_αnβn^*|是參考值v_α1β1^*、v_α2β2^*…v_αnβn^*的幅值，在一個開關周期T_s，而不是n個連續的開關周期，施加需要的電壓空間矢量，每臺電機都可以利用全部直流母線電壓，不會出現n分之一開關頻率的電壓諧波。