[發明專利]永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器及控制方法

有效

• 申請號: 201710086032.1
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106803721B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 張超;王琨;朱孝勇;全力;杜懌;左月飛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/34;H02J3/01;H02P6/10;H02P27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器，包括連接電網單相整流電路單元和連接永磁同步電機的三相逆變器，其特征是：還包括由第一電感(L1)、第二電感(L2)，薄膜電容(C1)，第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)和第一開關管(S1)、第二開關管(S2)組成的有源功率緩沖電路；單相整流電路單元的輸出正極與第一電感(L1)的一端連接、輸出負極同時與第七二極管(D7)的陽極、第二開關管(S2)的源極、薄膜電容(C1)的負極、三相逆變橋的輸入負極連接；第二開關管(S2)的漏極與第二電感(L2)的一端、第六二極管(D6)的陽極連接，第七二極管(D7)的陰極與第二電感(L2)的另一端連接，同時與第一開關管(S1)的源極連接；第一開關管(S1)的漏極與第一電感(L1)的另一端、第五二極管(D5)的陽極連接，第五二極管(D5)的陰極和薄膜電容(C1)的正極連接，同時與第六二極管(D6)的陰極、三相逆變器的輸入正極連接。

2.根據權利要求1所述永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器，其特征是：薄膜電容的容值P_M為電機輸入功率，ω為電網的角頻率，U_{c_max}、U_{c_min}分別是單相整流電路單元輸出的最高、最低工作電壓。

3.根據權利要求1所述永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器，其特征是：當第一開關管(S1)和第二開關管(S2)導通時，第一電感(L1)兩端電壓U_L1＝U_{g_max}-U_L2，U_{g_max}、U_L2分別為電網峰值電壓、第二電感(L2)兩端電壓；當第一開關管(S1)和第二開關管(S2)閉合時，第一電感(L1)兩端電壓U_L1＝U_c-U_{g_max}，U_c是薄膜電容的電壓。

4.根據權利要求1所述永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器，其特征是：第一電感(L1)和第二電感(L2)感抗值之和U_{g_max}為電網峰值電壓，D_max為第一開關管(S1)和第二開關管(S2)的最大占空比，ΔI為電流滯環寬度，f_sw為第一開關管(S1)和第二開關管(S2)的工作頻率。

5.一種如權利要求1所述永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器的控制方法，其特征是：通過對第一開關管(S1)、第二開關管(S2)的導通、關斷實現電網電流跟蹤電網電壓變化；采用有源功率緩沖電路吸收電網脈動功率。

6.根據權利要求5所述永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器的控制方法，其特征是：當電網輸出電流i_g與設定參考電流之差小于-ΔI，第一開關管(S1)和第二開關管(S2)導通，薄膜電容通過三相逆變器給電機提供能量，直至電網輸出電流i_g大于時結束，ΔI為電流滯環寬度；當電網輸出電流i_g大于時，第一開關管(S1)和第二開關管(S2)關斷，電網、第一電感(L1)串聯給電機提供能量，第二電感(L2)經第六二極管(D6)、第七二極管(D7)將剩余的能量存儲在薄膜電容中，直至電網輸出電流i_g小于時結束。

7.根據權利要求5所述永磁同步電機驅動系統無電解電容功率變換器的控制方法，其特征是：當電網輸出功率P_g大于電機輸入功率P_M時，導通第一開關管(S1)和第二開關管(S2)，實現對電網輸出功率P_g的存儲，薄膜電容通過三相逆變器給電機提供能量，關斷第一開關管(S1)和第二開關管(S2)，電網和第一電感(L1)為電機提供能量；當電網輸出功率P_g小于電機輸入功率P_M時，導通第一開關管(S1)和第二開關管(S2)，薄膜電容通過三相逆變器給電機提供能量，關斷第一開關管(S1)和第二開關管(S2)，第二電感(L2)和薄膜電容為電機提供能量。