[發明專利]一種低共模電壓的雙三相電動機SVPWM控制方法

有效

• 申請號: 201711020867.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107666261B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 張志鋒;吳雪松
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/08;H02P25/02;H02P25/024;H02M1/12
• 代理公司: 21109 沈陽東大知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁焱

本發明提供一種低共模電壓的雙三相電動機SVPWM控制方法，涉及多相電動機的控制技術領域。該方法根據對雙三相電動機諧波分析，將所有電壓矢量分成含有機電能量轉換的空間和只有諧波的空間，選出主矢量和輔矢量組合，根據傳統臨近兩矢量SVPWM方法計算主矢量和零矢量作用時間，根據伏秒平衡原理，將得到的零矢量作用時間分配到主矢量和輔矢量中，將分配后的主矢量作用時間加上傳統臨近兩矢量SVPWM方法得到的主矢量作用時間作為主矢量實際作用時間，將分配后的輔矢量作用時間作為輔矢量實際作用時間。本發明解決降低雙三相電動機共模電壓的問題，同時考慮了z1z2空間的諧波，保證較高的母線電壓利用率，且最大限度地降低諧波。

技術領域

本發明涉及多相電動機的控制技術領域，尤其涉及一種低共模電壓的雙三相電動機SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，即空間矢量脈寬調制)控制方法。

背景技術

在生產生活的各個領域，電機及其傳動系統有著廣泛的應用，因而，在國民經濟中具有重要的作用。今年來，電機傳動領域無論是在理論還是實踐方面均呈現出迅猛發展之勢，人們對電機的性能有了更高的要求。多相電動機具有轉動脈動小、容錯性能好、諧波小、適用于低壓大功率場合受到越來越多的研究。

在多相電動機的控制方面，通常使用直流電源供電，輸入到電動機的是一系列的脈沖波。不同于直接使用交流供電，使用直流電源供電導致在電動機的定子線圈節點處和直流電源的中性點有電壓差，這個電壓差稱為共模電壓。較大的共模電壓會威脅定子線圈，擊穿軸承的絕緣保護燒毀電機稱為可能。對于傳統的雙三相電動機SVPWM控制，共模電壓的幅值是直流電壓的0.5倍，而且對于臨近四矢量SVPWM方法直流電壓利用率是0.577，臨近兩矢量SVPWM直流電壓利用率是0.622，而且臨近兩矢量SVPWM在z1z2空間的諧波較大。因此，諧波、共模電壓、母線電壓利用率三者有著不可調和的矛盾。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種低共模電壓的雙三相電動機SVPWM控制方法，解決降低雙三相電動機共模電壓的問題，同時考慮了z1z2空間的諧波，保證較高的母線電壓利用率，且最大限度地降低諧波。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種低共模電壓的雙三相電動機SVPWM控制方法，包括以下步驟：

步驟1：根據對雙三相電動機諧波分析，將所有電壓矢量分成一個含有機電能量轉換的αβ空間和只有諧波的z1z2、o1o2空間；

步驟2：將具有機電能量轉換的αβ基波空間分成12個扇區，在每一個扇區內，選擇臨近的兩個最大的電壓矢量作為該扇區的主矢量組合，根據傳統臨近兩矢量SVPWM方法計算主矢量和零矢量作用時間；

步驟3：選擇輔矢量，具體選擇方法如下：

步驟3.1：根據步驟2中選擇的主矢量組合，在αβ空間內選擇與主矢量組合方向相反的所有電壓矢量組合作為第一輔矢量組合；

步驟3.2：將步驟2中的選擇的主矢量組合和步驟3.1選擇的第一輔矢量組合映射到z1z2空間，在z1z2空間內選擇出與主矢量組合方向相反的第二輔矢量組合，得到在αβ空間和z1z2空間都和主矢量組合方向相反的輔矢量組合；

步驟4：將步驟3.2選擇的所述輔矢量組合按照幅值大小分成三組，分別為幅值最小的輔矢量組合V_aux1、幅值第二小的輔矢量組合V_aux2和幅值最大的輔矢量組合V_aux3；

步驟5：根據伏秒平衡原理，將步驟2得到的零矢量作用時間分配到主矢量和輔矢量中；

步驟6：將步驟5中分配后得到的主矢量作用時間加上步驟2得到的主矢量作用時間作為主矢量的實際作用時間，將步驟5中分配后得到的輔矢量作用時間作為輔矢量實際作用時間。