[發(fā)明專(zhuān)利]光伏直驅(qū)空調(diào)永磁電機(jī)的同步空間矢量調(diào)制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010573655.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112003520B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉謀海;楊茂濤;鄺泉;胡軍華;周綱;柳青;余敏琪;曾文偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司供電服務(wù)中心（計(jì)量中心）;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/00;H02P25/024;H02P27/08
• 代理公司: 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長(zhǎng)清;廖元寶

1.一種光伏直驅(qū)空調(diào)永磁電機(jī)的同步空間矢量調(diào)制方法，適用于低載波比的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

永磁同步電機(jī)由異步調(diào)制啟動(dòng)，運(yùn)行至第一預(yù)設(shè)頻率時(shí)，切換到高分頻的同步調(diào)制；

經(jīng)過(guò)一系列同步調(diào)制分頻切換，降低分頻數(shù)，最終以低分頻的方式運(yùn)行至最高頻率；

在降頻時(shí)，經(jīng)過(guò)一系列同步調(diào)制分頻切換，升高分頻數(shù)；

運(yùn)行至第二預(yù)設(shè)頻率時(shí)，永磁同步電機(jī)由同步調(diào)制切換至異步調(diào)制，停機(jī)；

還包括基于MATLAB/Simulink仿真模型驗(yàn)證同步調(diào)制脈沖輸出的方法，包括：

其中不對(duì)稱(chēng)半橋的直流電壓源輸入為600V，在PWM脈沖生成模塊生成PWM觸發(fā)下，逆變出電壓作用在一個(gè)三相星形接法的阻感負(fù)載，可通過(guò)觀察負(fù)載上的電壓和電流波形以驗(yàn)證輸出脈沖是否正確；脈沖生成模塊則模擬程序中EPWM的配置，其中脈沖生成模塊既可支持異步調(diào)制又可實(shí)現(xiàn)同步調(diào)制，而且它還會(huì)為占空比計(jì)算模塊提供一個(gè)采樣時(shí)鐘；

還包括實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，具體為：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所選擇的永磁同步電機(jī)為多聯(lián)機(jī)壓縮機(jī)，根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行特性，所設(shè)計(jì)的調(diào)制切換策略為：電機(jī)由異步調(diào)制啟動(dòng)，運(yùn)行至55Hz時(shí)，切換到同步33分頻，之后經(jīng)過(guò)一系列同步分頻切換，最終以同步5分頻的方式運(yùn)行至壓縮機(jī)的最高頻率180Hz；

根據(jù)上述切換策略，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案是：讓機(jī)組從開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，然后一直運(yùn)行到180Hz，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，再降頻運(yùn)行到45Hz關(guān)機(jī)；在此過(guò)程中壓縮機(jī)依次經(jīng)歷定位、電流閉環(huán)運(yùn)行、切入轉(zhuǎn)速閉環(huán)、異步切入同步、升頻的同步分頻切換、180Hz運(yùn)行、降頻的同步分頻切換、同步切入異步環(huán)節(jié)；

降頻時(shí)的分頻切換點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率小于升頻時(shí)分頻切換點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率，以避免在切換點(diǎn)附近反復(fù)出現(xiàn)分頻切換；

在同步調(diào)制中，采用固定載波的方式實(shí)現(xiàn)相對(duì)角度的開(kāi)關(guān)切換；

開(kāi)關(guān)切換的具體過(guò)程為：采用兩個(gè)比較器CMPA和CMPB，每個(gè)載波周期可進(jìn)行兩次開(kāi)關(guān)切換；在每個(gè)EPWM的周期中得到當(dāng)前角度為θ，后續(xù)的角度為θ1和θ2；根據(jù)當(dāng)前的開(kāi)關(guān)角序列，檢查在θ1和θ2中是否存在開(kāi)關(guān)角，若存在開(kāi)關(guān)角，則通過(guò)開(kāi)關(guān)角計(jì)算CMPA或CAMB的比較器值實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)切換；

在同步調(diào)制時(shí)，在獲取到輸入電壓矢量后，根據(jù)所需的矢量組合設(shè)置零矢量分布系數(shù)計(jì)算占空比，然后在生成同步調(diào)制切換角的時(shí)候，再考慮矢量組合的極性；對(duì)于任意兩個(gè)基本矢量和零矢量的組合，按矢量開(kāi)始極性和零矢量分布系數(shù)，一共有六種組合序列表達(dá)；

通過(guò)同步SVPWM的傳統(tǒng)空間策略與同步SVPWM基本母線鉗位策略之間的組合實(shí)現(xiàn)各種矢量的組合；

同步SVPWM調(diào)制原理：對(duì)于兩電平三相逆變器，根據(jù)三相橋臂不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合，得到8種電壓空間矢量，包括6個(gè)有效電壓矢量和2個(gè)零電壓矢量；

SVPWM是以伏秒平衡原則保證在每個(gè)采樣周期內(nèi)，通過(guò)電壓矢量所在扇區(qū)的3個(gè)有效電壓矢量和零電壓矢量的線性組合生成所需的參考電壓矢量；因此通過(guò)給到參考電壓矢量就能計(jì)算獲取各相脈沖在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的占空比；

同步SVPWM調(diào)制的是建立在SVPWM占空比計(jì)算之上，相比異步調(diào)制SVPWM，同步調(diào)制的脈沖作用與電壓矢量角度嚴(yán)格相關(guān)；另外同步SVPWM是通過(guò)確定每個(gè)扇區(qū)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)電流周期固定輸出的脈沖個(gè)數(shù)；通過(guò)傳統(tǒng)的空間矢量策略實(shí)現(xiàn)的同步SVPWM，其脈沖數(shù)P＝3N，其中N為每個(gè)扇區(qū)的采樣點(diǎn)數(shù)量； 其中基本母線鉗位策略能夠?qū)崿F(xiàn)采樣點(diǎn)不變的情況下減小脈沖數(shù)量，實(shí)現(xiàn)P＝2N+1。

2.一種光伏直驅(qū)空調(diào)永磁電機(jī)的同步空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)空調(diào)永磁電機(jī)的同步空間矢量調(diào)制方法，其特征在于，包括：

同步切換模塊，用于永磁電機(jī)由異步調(diào)制啟動(dòng)，運(yùn)行至第一預(yù)設(shè)頻率時(shí)，切換到高分頻的同步調(diào)制；

第一分頻切換模塊，用于經(jīng)過(guò)一系列同步調(diào)制分頻切換，降低分頻數(shù)，最終以低分頻的方式運(yùn)行至最高頻率；

第二分頻切換模塊，用于在降頻時(shí)，經(jīng)過(guò)一系列同步調(diào)制分頻切換，升高分頻數(shù)；

異步切換模塊，用于運(yùn)行至第二預(yù)設(shè)頻率時(shí)，永磁同步電機(jī)由同步調(diào)制切換至異步調(diào)制，停機(jī)。

3.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)空調(diào)永磁電機(jī)的同步空間矢量調(diào)制方法的步驟。

4.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)空調(diào)永磁電機(jī)的同步空間矢量調(diào)制方法的步驟。