[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

傳統的多臺電機串聯裝置采用SVPWM方法時，存在空間矢量調制器切換問題，每臺電機只能利用直流母線電壓的n分之一。由于多相電機冗余的自由度可以用來控制其他電機，本發明提出一種多頻率調制輸出的多臺電機串聯裝置及其控制方法，通過引入可變子周期，使n臺電機可以完全利用可得到的直流母線電壓，避免了在n分之一開關頻率處的電壓諧波，在一個開關周期內可以同時對多臺電機進行調制。保持每個橋臂在每個周期的占空比與原來相等的條件下，每次切換開關狀態時，只讓一個功率開關器件動作，以滿足最小開關損耗。該發明主要解決了多臺電機串聯裝置中，電機不能完全利用直流母線電壓的問題，并對開關損耗和電壓諧波有一定改善作用。

技術領域

本發明涉及空間矢量脈寬調制方法，具體說是一種基于多頻率調制輸出的多臺電機串聯裝置。

背景技術

我們知道，在造紙、鋼鐵、塑料等工業應用場合，常常需要兩臺及以上不同工作狀態的電機獨立運行，以造紙行業為例，放卷機工作在制動發電狀態而收卷機則工作在電動狀態，若能使用一臺逆變器同時驅動這兩臺不同工作狀態的電機獨立運行，則放卷機發出的能量就可以全部或部分地被收卷機利用，這樣能量可能不經過逆變器或經過逆變器反饋到直流母線后大幅降低，進而逆變器容量可以不必過大。要推出技術性能優良的機車牽引、機器人、紡織、造紙等工業驅動系統，需要解決同一直流母線電源及同一逆變器供電的多臺電機驅動系統中各臺電機同時獨立運行的問題，因此就出現了多臺電機串聯系統。

不像基于SPWM方法的多臺電機串聯系統，電機可以同時運行，采用SVPWM方法時，串聯驅動系統中每臺電機有自己獨立的空間矢量調制器，所以存在調制器的切換問題，限制了電機的同時運行，需要進行多頻率調制，串聯系統控制框圖如圖1所示。在如圖1所示的n臺電機串聯系統中，采用n個空間矢量調制器，調制器按一定序列方法施加電壓空間矢量來合成所需的n個參考值。通過切換調制器，輪流控制n臺電機，每個開關周期只控制一臺電機，對于每臺電機都是每隔n個開關周期得到一次控制。由于在每個開關周期中只合成一臺電機所需參考值，同時使其他參考值為零，每臺電機得到的輸出電壓將是給定參考值的n分之一。所以，即使除了電機1以外的其他電機均停止運行，由于SVPWM的固有原因，電機1也只有全部直流母線電壓的n分之一可以利用。此外，由于開關形式每n個周期重復一次，所以輸出電壓在n分之一開關頻率處出現諧波。

發明內容

本發明解決的技術問題：

解決在多臺電機串聯系統中采用SVPWM方法時，每臺電機只能利用全部直流母線電壓的n分之一的問題，本發明提出一種基于多頻率調制輸出的多臺電機串聯裝置及其控制方法，本發明提高了電機的直流母線電壓利用率。

本發明的內容：