[發(fā)明專利]共母線開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)協(xié)同空間矢量調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810166251.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108418493B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 年珩;何峪嵩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/22
• 分類號(hào): H02P21/22;H02P21/14
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種基于Z源雙逆變器的共母線開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)協(xié)同空間矢量調(diào)制方法，所述開(kāi)繞組永磁同步電機(jī)由兩臺(tái)共直流母線的三相電壓源型逆變器J1和J2為其勵(lì)磁供電，電機(jī)的三相定子繞組一側(cè)接逆變器J1，另一側(cè)接逆變器J2，公共的直流母線通過(guò)Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源對(duì)接；所述協(xié)同空間矢量調(diào)制方法包括如下步驟：

(1)采集電機(jī)的三相定子電流i_a～i_c以及直流電源電壓V_dc，通過(guò)編碼器得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速ω和轉(zhuǎn)子位置角θ_r；

(2)利用所述轉(zhuǎn)子位置角θ_r對(duì)三相定子電流i_a～i_c進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到對(duì)應(yīng)dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流分量i_d、q軸電流分量i_q和0軸電流分量i₀；

(3)根據(jù)轉(zhuǎn)速ω以及d軸電流分量i_d、q軸電流分量i_q和0軸電流分量i₀，計(jì)算出電機(jī)的d軸電壓補(bǔ)償量Δu_d、q軸電壓補(bǔ)償量Δu_q和零序電壓補(bǔ)償量Δu₀；

(4)根據(jù)d軸電壓補(bǔ)償量Δu_d、q軸電壓補(bǔ)償量Δu_q和零序電壓補(bǔ)償量Δu₀，通過(guò)d軸電流為零的矢量控制算法計(jì)算出d軸電壓指令u_d、q軸電壓指令u_q以及零序電壓指令u₀；

(5)將Z源雙逆變器的直通占空比設(shè)置為d，計(jì)算確定Z源雙逆變器直通零矢量的作用時(shí)間T_sh；

(6)對(duì)所述d軸電壓指令u_d和q軸電壓指令u_q進(jìn)行分配，使逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁＝(u_d+ju_q)/2，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂＝-(u_d+ju_q)/2，j為虛數(shù)單位；

(7)對(duì)于逆變器J1或J2，利用SVPWM確定其調(diào)制電壓矢量所在的扇區(qū)以及該扇區(qū)對(duì)應(yīng)兩個(gè)有效電壓矢量的作用時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而根據(jù)零序電壓指令u₀、直流電源電壓V_dc以及直通零矢量的作用時(shí)間T_sh計(jì)算出逆變器兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)，具體方法如下：

當(dāng)逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁位于第一扇區(qū)，即調(diào)制電壓矢量u₁的方向角∈[-π/6,π/6)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₁(100)和V₂(110)；此時(shí)由于方向相反，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂位于第四扇區(qū)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₄(011)和V₅(001)；由此則通過(guò)以下算式計(jì)算逆變器J1和J2各自兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)：

當(dāng)逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁位于第二扇區(qū)，即調(diào)制電壓矢量u₁的方向角∈[π/6,π/2)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₂(110)和V₃(010)；此時(shí)由于方向相反，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂位于第五扇區(qū)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₅(001)和V₆(101)；由此則通過(guò)以下算式計(jì)算逆變器J1和J2各自兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)：

當(dāng)逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁位于第三扇區(qū)，即調(diào)制電壓矢量u₁的方向角∈[π/2,5π/6)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₃(010)和V₄(011)；此時(shí)由于方向相反，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂位于第六扇區(qū)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₆(101)和V₁(100)；由此則通過(guò)以下算式計(jì)算逆變器J1和J2各自兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)：

當(dāng)逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁位于第四扇區(qū)，即調(diào)制電壓矢量u₁的方向角∈[5π/6,7π/6)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₄(011)和V₅(001)；此時(shí)由于方向相反，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂位于第一扇區(qū)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₁(100)和V₂(110)；由此則通過(guò)以下算式計(jì)算逆變器J1和J2各自兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)：

當(dāng)逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁位于第五扇區(qū)，即調(diào)制電壓矢量u₁的方向角∈[7π/6,3π/2)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₅(001)和V₆(101)；此時(shí)由于方向相反，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂位于第二扇區(qū)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₂(110)和V₃(010)；由此則通過(guò)以下算式計(jì)算逆變器J1和J2各自兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)：

當(dāng)逆變器J1的調(diào)制電壓矢量u₁位于第六扇區(qū)，即調(diào)制電壓矢量u₁的方向角∈[3π/2,11π/6)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₆(101)和V₁(100)；此時(shí)由于方向相反，逆變器J2的調(diào)制電壓矢量u₂位于第三扇區(qū)，該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)有效電壓矢量分別為V₃(010)和V₄(011)；由此則通過(guò)以下算式計(jì)算逆變器J1和J2各自兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)：

其中：T_s為逆變器J1或J2中功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)周期，T_{1_111}和T_{1_000}分別為逆變器J1對(duì)應(yīng)零矢量V₀(111)和V₀(000)的作用時(shí)長(zhǎng)，T_{2_111}和T_{2_000}分別為逆變器J2對(duì)應(yīng)零矢量V₀(111)和V₀(000)的作用時(shí)長(zhǎng)，T_{1_100}、T_{1_110}、T_{1_010}、T_{1_011}、T_{1_001}和T_{1_101}分別為逆變器J1對(duì)應(yīng)有效電壓矢量V₁(100)、V₂(110)、V₃(010)、V₄(011)、V₅(001)和V₆(101)的作用時(shí)長(zhǎng)，T_{2_100}、T_{2_110}、T_{2_010}、T_{2_011}、T_{2_001}和T_{2_101}分別為逆變器J2對(duì)應(yīng)有效電壓矢量V₁(100)、V₂(110)、V₃(010)、V₄(011)、V₅(001)和V₆(101)的作用時(shí)長(zhǎng)；

(8)得到逆變器兩個(gè)零矢量的作用時(shí)長(zhǎng)后，利用Z源雙逆變器協(xié)同空間矢量調(diào)制策略計(jì)算確定逆變器J1和J2三相上下橋臂功率開(kāi)關(guān)器件的狀態(tài)比較時(shí)間，進(jìn)而使?fàn)顟B(tài)比較時(shí)間與PWM三角載波進(jìn)行比較，生成逆變器J1和J2的三相開(kāi)關(guān)信號(hào)并經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后對(duì)各自逆變器中的功率開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行控制。