[發(fā)明專利]一種多三相永磁同步電機(jī)高頻PWM振動(dòng)抑制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110631717.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113381670B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉自程;閆涉;王啟元;蔣棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P23/04
• 分類號(hào): H02P23/04;H02P25/022;H02P25/22;H02P27/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴

1.一種多三相永磁同步電機(jī)高頻PWM振動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述多三相永磁同步電機(jī)包括：N套三相繞組；各套三相繞組沿著定子圓周依次排布；各套三相繞組分別由對(duì)應(yīng)的逆變器獨(dú)立控制；N為偶數(shù)；

所述振動(dòng)抑制方法包括以下步驟：

S1、從電機(jī)內(nèi)由PWM調(diào)制產(chǎn)生的高頻電磁力的頻率中篩選出與電機(jī)0階固有頻率相差最小的頻率，記為參考頻率；

S2、從電機(jī)各階固有頻率中篩選出與所述參考頻率相差最大的固有頻率，并得到相差最大的固有頻率所對(duì)應(yīng)的階次s；

S3、通過調(diào)整各逆變器的載波相位，改變各套三相繞組中由PWM調(diào)制產(chǎn)生的電流諧波相位，以將所述電機(jī)氣隙內(nèi)的0階高頻電磁力轉(zhuǎn)變?yōu)閟階高頻電磁力，從而對(duì)多三相永磁同步電機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行抑制；

所述步驟S3包括：

S31、構(gòu)建載波相位調(diào)整角集合；其中，載波相位調(diào)整角集合包括預(yù)設(shè)的多組載波相位調(diào)整角；每一組相位調(diào)整角包括N套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器的載波相位調(diào)整角；

S32、將高頻電磁力關(guān)于電磁力的空間角度進(jìn)行傅里葉變換后，帶入載波相位調(diào)整角集合中的每一組相位調(diào)整角和參考頻率所對(duì)應(yīng)的開關(guān)倍頻數(shù)，得到各組相位調(diào)整角所對(duì)應(yīng)的參考頻率下的高頻電磁力空間階次分布，將s階電磁力占比最大的一組相位調(diào)整角作為最優(yōu)的一組相位調(diào)整角，進(jìn)而得到N套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器的載波相位調(diào)整角的最優(yōu)值；

S33、將各套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器按照其對(duì)應(yīng)的載波相位調(diào)整角的最優(yōu)值進(jìn)行載波相位調(diào)整，從而將0階高頻電磁力轉(zhuǎn)變?yōu)閟階高頻電磁力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述每一組相位調(diào)整角記為[0,p₂,p₃,…,p_N]，其中，p_i為第i套三相繞組相對(duì)于第一套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器的載波相位調(diào)整角，i＝1,2,…,N。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，各套三相繞組關(guān)于定子圓心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，相鄰的兩套三相繞組僅在二者之間的定子齒處存在耦合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，還包括在所述步驟S1之前執(zhí)行的步驟S0；所述步驟S0包括：

對(duì)電機(jī)內(nèi)進(jìn)行PWM調(diào)制時(shí)電機(jī)高頻電流諧波產(chǎn)生的氣隙磁密與永磁體產(chǎn)生的氣隙磁密的相互作用所產(chǎn)生的高頻電磁力進(jìn)行分析，得到高頻電磁力的頻率；以及對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試，得到電機(jī)各階固有頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，所述高頻電磁力的頻率為：

f＝mf_s±gf_b

其中，f_s為電機(jī)的開關(guān)頻率，f_b為基波頻率，m為開關(guān)倍頻數(shù)，g為基波倍頻數(shù)，m、g均為正整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，應(yīng)用于多三相永磁同步電機(jī)領(lǐng)域。

7.一種多三相永磁同步電機(jī)高頻PWM振動(dòng)抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

參考頻率獲取模塊，用于從電機(jī)內(nèi)由PWM調(diào)制產(chǎn)生的高頻電磁力的頻率中篩選出與電機(jī)0階固有頻率相差最小的頻率，記為參考頻率；

空間階次獲取模塊，用于從所述電機(jī)各階固有頻率中篩選出與所述參考頻率相差最大的固有頻率，并得到相差最大的固有頻率所對(duì)應(yīng)的階次s；

階次轉(zhuǎn)變控制模塊，用于通過調(diào)整各逆變器的載波相位，改變各套三相繞組中由PWM調(diào)制產(chǎn)生的電流諧波相位，以將所述電機(jī)氣隙內(nèi)的0階高頻電磁力轉(zhuǎn)變?yōu)閟階高頻電磁力，從而對(duì)多三相永磁同步電機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行抑制；具體執(zhí)行以下步驟：

S31、構(gòu)建載波相位調(diào)整角集合；其中，載波相位調(diào)整角集合包括預(yù)設(shè)的多組載波相位調(diào)整角；每一組相位調(diào)整角包括N套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器的載波相位調(diào)整角；

S32、將高頻電磁力關(guān)于電磁力的空間角度進(jìn)行傅里葉變換后，帶入載波相位調(diào)整角集合中的每一組相位調(diào)整角和參考頻率所對(duì)應(yīng)的開關(guān)倍頻數(shù)，得到各組相位調(diào)整角所對(duì)應(yīng)的參考頻率下的高頻電磁力空間階次分布，將s階電磁力占比最大的一組相位調(diào)整角作為最優(yōu)的一組相位調(diào)整角，進(jìn)而得到N套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器的載波相位調(diào)整角的最優(yōu)值；

S33、將各套三相繞組所對(duì)應(yīng)的逆變器按照其對(duì)應(yīng)的載波相位調(diào)整角的最優(yōu)值進(jìn)行載波相位調(diào)整，從而將0階高頻電磁力轉(zhuǎn)變?yōu)閟階高頻電磁力；

其中，所述多三相永磁同步電機(jī)包括：N套三相繞組；各套三相繞組沿著定子圓周依次排布；各套三相繞組分別由對(duì)應(yīng)的逆變器獨(dú)立控制；N為偶數(shù)。