[發明專利]光伏直驅空調永磁電機的同步空間矢量調制方法及系統

有效

• 申請號: 202010573655.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN112003520B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 劉謀海;楊茂濤;鄺泉;胡軍華;周綱;柳青;余敏琪;曾文偉
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司供電服務中心（計量中心）;國家電網有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P25/024;H02P27/08
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發明公開了一種光伏直驅空調永磁電機的同步空間矢量調制方法、系統、介質及設備，此方法包括步驟：永磁同步電機由異步調制啟動，運行至第一預設頻率時，切換到高分頻的同步調制；經過一系列同步調制分頻切換，降低分頻數，最終以低分頻的方式運行至最高頻率；在降頻時，經過一系列同步調制分頻切換，升高分頻數；運行至第二預設頻率時，永磁同步電機由同步調制切換至異步調制，停機。本發明具有在低開關頻率閉環控制時的穩定性高等優點。

技術領域

本發明主要涉及空調技術領域，特指一種光伏直驅空調永磁電機的同步空間矢量調制方法、系統、介質和設備。

背景技術

大型中央空調冷水機組，特別是永磁同步變頻離心式水冷機組，其最大功率可上兆瓦，其中的機載換流器具有電流大，體積小的特點。由于功率器件開關損耗和機組散熱條件原因，換流器的最高開關頻率受到限制。另一方面，離心機最高運行頻率會達到450Hz以上，開關頻率與調制基波之間的載波比將變得很小，如果繼續單純采用異步調制策略進行控制，在電機高頻率運行(頻率越高，功率也相對越大)情況下，不僅會造成電機電流諧波變大，還會進一步影響機組的穩定運行。為了避免異步調制在低載波比情況下輸出波形的嚴重不對稱，電流諧波大等問題，在這種條件下通常會采用同步調制策略，不僅可以解決輸出波形不對稱(電流諧波也可以改善)，還能降低開關頻率，提高機組效率。

同步調制主要有三類：1、中間60°同步調制，其特點是：算法簡單、易于實現，在工業應用中有廣泛應用；但該方法存在輸出電壓低次含量高、諧波性能差、電機轉矩脈動大等缺點。2、特定諧波消除脈寬調制(SHEPWM)，能夠實現對基波電壓的準確控制，提高直流母線電壓利用率，還能實現對特定次諧波的消除、減小諧波電流對電機影響，但實現上比較困難。3、同步空間矢量調制(同步SVPWM)，空間矢量調制的同步調制，繼承了空間矢量調制方法的電壓利用率高、轉矩脈動等優點，但輸出電壓的基波幅值與電壓指令存在偏差。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種采用同步調制來實現有效的低開關頻率穩定控制的光伏直驅空調永磁電機的同步空間矢量調制方法、系統、介質和設備。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種光伏直驅空調永磁電機的同步空間矢量調制方法，包括：

永磁同步電機由異步調制啟動，運行至第一預設頻率時，切換到高分頻的同步調制；

經過一系列同步調制分頻切換，降低分頻數，最終以低分頻的方式運行至最高頻率；

在降頻時，經過一系列同步調制分頻切換，升高分頻數；

運行至第二預設頻率時，永磁同步電機由同步調制切換至異步調制，停機。

作為上述技術方案的進一步改進：

降頻時的分頻切換點對應的頻率小于升頻時分頻切換點對應的頻率，以避免在切換點附近反復出現分頻切換。

在同步調制中，采用固定載波的方式實現相對角度的開關切換。

開關切換的具體過程為：采用兩個比較器CMPA和CMPB，每個載波周期可進行兩次開關切換；在每個EPWM的周期中得到當前角度為θ，后續的角度為θ1和θ2；根據當前的開關角序列，檢查在θ1和θ2中是否存在開關角，若存在開關角，則通過開關角計算CMPA或CAMB的比較器值實現開關切換。

在同步調制時，在獲取到輸入電壓矢量后，根據所需的矢量組合設置零矢量分布系數計算占空比，然后在生成同步調制切換角的時候，再考慮矢量組合的極性。

對于任意兩個基本矢量和零矢量的組合，按矢量開始極性和零矢量分布系數，一共有六種組合序列表達。

通過同步SVPWM的傳統空間策略與同步SVPWM基本母線鉗位策略之間的組合實現各種矢量的組合。