[發(fā)明專利]一種三相逆變器的諧波電流注入裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811281364.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN109600088B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于子翔;孔武斌;曲榮海;李大偉;崔濛萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/18
• 分類號(hào): H02P21/18;H02P21/22;H02P25/08;H02P27/08;H02M7/48
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發(fā)明公開了一種三相逆變器的諧波電流注入裝置和方法，屬于交流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，裝置包括轉(zhuǎn)子位置傳感器、電流分配器、靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊、d、q軸電流調(diào)節(jié)器、旋轉(zhuǎn)/靜止坐標(biāo)變換模塊和脈寬調(diào)制模塊。通過d、q軸電流調(diào)節(jié)器分別對(duì)d、q軸電流給定值無(wú)差跟蹤，通過脈寬調(diào)制模塊對(duì)α、β軸給定電壓進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，輸出PWM信號(hào)控制三相逆變器的輸出電壓。通過在電機(jī)的每相繞組中注入兩個(gè)頻率不同的正弦交流電流，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明對(duì)基波電流和諧波電流同時(shí)進(jìn)行無(wú)差控制，實(shí)現(xiàn)電流諧波注入式游標(biāo)磁阻電機(jī)的高性能調(diào)速運(yùn)行，解決現(xiàn)有的裝置和方法只能對(duì)其中的基波電流進(jìn)行無(wú)差控制，無(wú)法對(duì)諧波電流無(wú)差控制的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種三相逆變器的諧波電流注入裝置及方法。

背景技術(shù)

電流諧波注入式游標(biāo)磁阻電機(jī)通過三相逆變器，在電機(jī)的每相繞組中注入兩個(gè)頻率不同的正弦交流電流，其中，一正弦電流分量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)與氣隙磁導(dǎo)作用產(chǎn)生調(diào)制磁場(chǎng)，再與另一個(gè)正弦電流分量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。其電流利用率相比直流注入型游標(biāo)磁阻電機(jī)提高11％；此外，該電機(jī)系統(tǒng)控制器部分的復(fù)雜程度顯著減小，成本也大幅降低，可以使用三相逆變器驅(qū)動(dòng)該電機(jī)運(yùn)行。

然而，現(xiàn)有的控制裝置和方法只能對(duì)其中的基波電流進(jìn)行無(wú)差控制，無(wú)法對(duì)諧波電流的無(wú)差控制，使得電機(jī)不能輸出最大電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的工作效率也會(huì)有所降低。因此，有必要研究使用三相逆變器實(shí)現(xiàn)諧波電流注入的控制裝置和控制方法，對(duì)基波電流和諧波電流同時(shí)進(jìn)行無(wú)差控制，實(shí)現(xiàn)電流諧波注入式游標(biāo)磁阻電機(jī)的高性能調(diào)速運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種三相逆變器的諧波電流注入裝置及方法，其目的在于對(duì)基波電流和諧波電流同時(shí)進(jìn)行無(wú)差控制，實(shí)現(xiàn)電流諧波注入式游標(biāo)磁阻電機(jī)的高性能調(diào)速運(yùn)行，由此解決現(xiàn)有的控制裝置和方法只能對(duì)其中的基波電流進(jìn)行無(wú)差控制，無(wú)法對(duì)諧波電流的無(wú)差控制的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種三相逆變器的諧波電流注入裝置，包括：

轉(zhuǎn)子位置傳感器，用于獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)θ_r；

電流分配器，用于根據(jù)d1軸電流給定值i_d1*、q1軸電流給定值i_q1*、d2軸電流給定值i_d2*、q2軸電流給定值i_q2*、dq1旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的初始相角α₁*、dq2旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的初始相角α₂*、以及電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)θ_r，計(jì)算得到d軸電流給定值i_d*，以及q軸電流給定值i_q*；

靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊，用于接收電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)θ_r，以及電流諧波注入式游標(biāo)磁阻電機(jī)三相繞組A、B、C相電流信號(hào)i_a、i_b、i_c，將其轉(zhuǎn)換得到d軸電流反饋值i_d、q軸電流反饋值i_q；

d軸電流調(diào)節(jié)器，其第一輸入端與所述電流分配器的第一輸出端連接，第二輸入端與所述靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊的第一輸出端連接，用于計(jì)算所述d軸電流給定值i_d*與d軸電流反饋值i_d的差值，并根據(jù)該差值，輸出d軸電壓給定值u_d*；

q軸電流調(diào)節(jié)器，其第一輸入端與所述電流分配器的第二輸出端連接，第二輸入端與所述靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊的第二輸出端連接，用于計(jì)算q軸電流給定值i_q*與q軸電流反饋值i_q的差值，并根據(jù)該差值，輸出q軸電壓給定值u_q*；