[發明專利]軌道交通牽引系統及其的永磁同步電機的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201610873514.7
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106817055B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 徐魯輝;杜智勇;肖愷;韓罡
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電機技術領域，特別涉及一種軌道交通牽引系統及其的永磁同步電機的控制方法和裝置。

背景技術

傳統軌道交通領域多采用異步電機作為驅動電機。因永磁同步電機具有體積小、重量輕、效率高、功率密度高、啟動轉矩大以及更好的動態性能等特點，永磁同步電機在軌道交通牽引系統中越來越受到關注。

通常，永磁同步電機的控制廣泛采用SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脈沖寬度調制)或SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空間矢量脈沖寬度調制)調制技術，但在軌道交通牽引系統中，供電系統的電壓一般比較高，相應的需要選擇高壓功率模塊，由于受限于高壓功率模塊的開關頻率的限制，SPWM或SVPWM調制技術將不再適用于軌道交通用永磁同步電機。

因此，需要對永磁同步電機的控制進行改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種用于軌道交通牽引系統的永磁同步電機的控制方法，能夠實現永磁同步電機的多模式混合控制。

本發明的另一個目的在于提出一種用于軌道交通牽引系統的永磁同步電機的控制裝置。

本發明的又一個目的在于提出一種軌道交通牽引系統。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種用于軌道交通牽引系統的永磁同步電機的控制方法，包括以下步驟：獲取電機的轉速，并對所述電機的轉速進行判斷；當所述轉速小于第一預設轉速時，采用異步SVPWM調制方式和同步SVPWM調制方式對所述電機進行控制，以使所述電機進行恒轉矩運行；當所述轉速大于等于所述第一預設轉速且小于第二預設轉速時，獲取所述電機的調制度，并根據所述轉速和所述調制度采用SHEPWM(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation,特殊諧波消除脈沖寬度調制)調制方式對所述電機進行控制，以使所述電機適應不同轉速和不同轉矩下的脈沖調制；當所述轉速大于等于所述第二預設轉速時，采用方波控制方式對所述電機進行控制，以使所述電機進行恒功率運行。

根據本發明實施例的用于軌道交通牽引系統的永磁同步電機的控制方法，當轉速小于第一預設轉速時，采用異步SVPWM調制方式和同步SVPWM調制方式對電機進行控制，以使電機進行恒轉矩運行；當轉速大于等于第一預設轉速且小于第二預設轉速時，獲取電機的調制度，并根據轉速和調制度采用SHEPWM調制方式對電機進行控制，以使電機適應不同轉速和不同轉矩下的脈沖調制；當轉速大于等于第二預設轉速時，采用方波控制方式對電機進行控制，以使電機進行恒功率運行，從而實現永磁同步電機的多模式混合控制。

根據本發明的一個實施例，所述第一預設轉速為受軌道交通牽引系統中高壓功率模塊的開關頻率限制的轉速。

根據本發明的一個實施例，所述根據所述轉速和所述調制度采用SHEPWM調制方式對所述電機進行控制，包括：根據所述轉速從預設的多個分頻段中獲取相應的分頻段，其中，所述多個分頻段中的每個分頻段均對應預設有一個調制度-開關角表，且每個分頻段對應一個調制度區間；從獲取的分頻段所對應的調制度區間開始，依次采用所述多個分頻段中的其余分頻段所對應的調制度區間進行補充，并根據每個調制度區間獲取相應的開關角，以及根據獲取的開關角對所述電機進行控制以使所述電機滿調制度運行。

根據本發明的一個實施例，所述預設的多個分頻段可包括11分頻段、7分頻段、5分頻段和3分頻段，其中，所述11分頻段對應的調制度區間為0～0.72，所述7分頻段對應的調制度區間為0～0.74，所述5分頻段對應的調制度區間為0～0.85，所述3分頻段對應的調制度區間為0～1。