[發明專利]無感升壓拓撲驅動的無刷直流電機換相轉矩波動抑制方法

有效

• 申請號: 201710472751.7
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107222134B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 夏長亮;姜國凱;李新旻;陳煒;史婷娜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P6/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種無感升壓拓撲驅動的無刷直流電機換相轉矩波動抑制方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)設計一種無感DC-DC變換器添加在三相電壓源逆變器前級，整體構成無感升壓拓撲的三相電壓源逆變器驅動電路；

2)分析不同開關矢量對電機輸入電壓和無感DC-DC變換器輸出電壓的作用；包括：

在步驟1)構成的無感升壓拓撲的三相電壓源逆變器驅動電路中，選擇4種開關矢量來實現無刷直流電機的正常調速和無感DC-DC變換器的調壓功能，所述的4種開關矢量分別表示為V_m0，V_m1，V_a0和V_a1，其中V_m0和V_m1為主矢量，V_a0和V_a1為輔助矢量；主矢量向無刷直流電機提供大于零的電壓，增加無刷直流電機正向電流；輔助矢量向無刷直流電機提供小于或等于零的電壓，減少無刷直流電機正向電流；V_m1能夠減小無感DC-DC變換器輸出電壓，V_a1能夠增加無感DC-DC變換器輸出電壓，V_m0和V_a0對無感DC-DC變換器輸出電壓均沒有影響；

3)當所述無刷直流電機運行在非換相階段，根據開關矢量的作用設計正常模式、升壓模式和降壓模式三種工作模式；通過選擇三種工作模式，在保證無刷直流電機正常調速的前提下調節DC-DC變換器的輸出電壓；

4)當所述無刷直流電機運行在換相階段，采用固定的兩個開關矢量抑制無刷直流電機的換相轉矩波動。

2.根據權利要求1所述的無感升壓拓撲驅動的無刷直流電機換相轉矩波動抑制方法，其特征在于，所述的無感DC-DC變換器電路包括：DC-DC變換器的MOSFET管(S₇)，直流側二極管(D₈)，和DC-DC變換器電容(C)；所述DC-DC變換器的MOSFET管(S₇)的源極分別連接直流側二極管(D₈)的負極和三相電壓源逆變器的正極輸入端，所述DC-DC變換器的MOSFET管(S₇)的漏極通過DC-DC變換器電容(C)分別連接輸入直流電源負極和三相電壓源逆變器的負極輸入端，所述直流側二極管(D₈)的正極連接輸入直流電源正極。

3.根據權利要求1所述的無感升壓拓撲驅動的無刷直流電機換相轉矩波動抑制方法，其特征在于，所述的開關矢量V_m0下電流所通過的電路是：輸入直流電源正極依次通過直流側二極管(D₈)和電機正向導通相的上橋臂MOSFET管(S_pH)連接無刷直流電機的正向導通相(p)，無刷直流電機的負向導通相(n)通過電機負向導通相的下橋臂MOSFET管(S_nL)連接輸入直流電源負極。

4.根據權利要求1所述的無感升壓拓撲驅動的無刷直流電機換相轉矩波動抑制方法，其特征在于，所述的開關矢量V_m1下電流所通過的電路是：DC-DC變換器電容(C)的正極依次通過DC-DC變換器的MOSFET管(S₇)和電機正向導通相的上橋臂MOSFET管(S_pH)連接無刷直流電機的正向導通相(p)，無刷直流電機的負向導通相(n)通過電機負向導通相的下橋臂MOSFET管(S_nL)連接DC-DC變換器電容(C)的負極。

5.根據權利要求1所述的無感升壓拓撲驅動的無刷直流電機換相轉矩波動抑制方法，其特征在于，所述的開關矢量V_a0下電流所通過的電路是：電機正向導通相的下橋臂MOSFET管(S_pL)的反并聯二極管(D_pL)的負極連接無刷直流電機的正向導通相(p)，無刷直流電機的負向導通相(n)通過電機負向導通相的下橋臂MOSFET管(S_nL)連接電機正向導通相的下橋臂MOSFET管(S_pL)的反并聯二極管(D_pL)的正極。