[發明專利]飛輪儲能電機驅動電路在放電過程中的中點平衡控制方法

有效

• 申請號: 202110849923.4
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113381628B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 趙思鋒;陳鷹;唐英偉
• 申請（專利權）人: 盾石磁能科技有限責任公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02P9/30;H02J3/30
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 秦春芳

本發明適用于飛輪儲能技術領域，提供了一種飛輪儲能電機驅動電路在放電過程中的中點平衡控制方法，包括：基于飛輪儲能電機的轉子位置確定所述驅動電路在當前時刻的導通相XY；在機械能向繞組磁能轉換階段，控制X相下橋臂內開關管和Y相上橋臂內開關管導通；在繞組磁能向電能轉換階段，獲取驅動電路在當前時刻的中點電壓偏差；根據中點電壓偏差的大小確定X相下橋臂內開關管和Y相上橋臂內開關管的關斷順序。通過上述方案，本申請可以在任意導通區間內只有2只功率開關器件產生開關動作，從而減小開關器件的損耗，同時通過監測直流母線終端電壓平衡情況控制功率開關器件的關斷時序，實現驅動電路中點電壓的平衡控制。

技術領域

本發明屬于飛輪儲能技術領域，尤其涉及一種飛輪儲能電機驅動電路在放電過程中的中點平衡控制方法。

背景技術

當前高速飛輪儲能系統廣泛應用于城市軌道交通系統，實現再生制動能量回收和牽引網壓波動平滑。而高速永磁直流無刷電機因具備高效率，高功率因數，控制方法簡單的特點，通常作為高速飛輪儲能系統的儲能驅動電機。

目前，飛輪儲能系統為了滿足城市軌道交通系統高功率密度和高能量密度的要求，采用了多對極的復合碳纖維高速電機轉子方案來提升電機的轉速和轉矩。但是該方案也會顯著提升高速飛輪儲能電機的電氣基波頻率，導致飛輪儲能系統穩定性差的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種飛輪儲能電機驅動電路的中點平衡控制方法，以解決現有技術中高速飛輪儲能電機穩定性差的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種飛輪儲能電機驅動電路在放電過程中的中點平衡控制方法，其中，驅動電路每個相分別包括上橋臂和下橋臂，且針對每個上橋臂：由上至下依次包括上橋臂外開關管和上橋臂內開關管；針對每個下橋臂：由上至下依次包括下橋臂內開關管和下橋臂外開關管；

所述放電過程包括機械能向繞組磁能轉換階段和繞組磁能向電能轉換階段；

該方法包括：

基于當前時刻飛輪儲能電機的轉子位置確定所述驅動電路在當前時刻的導通相XY；所述飛輪儲能電機處于兩相導通，三相六拍運行模式下；X表示當前時刻的一個導通相，Y表示當前時刻的另一導通相；

在所述機械能向繞組磁能轉換階段，控制X相下橋臂內開關管和Y相上橋臂內開關管導通；

在所述繞組磁能向電能轉換階段，獲取所述驅動電路在當前時刻的中點電壓偏差；

根據所述中點電壓偏差的大小，確定所述X相下橋臂內開關管和所述Y相上橋臂內開關管的關斷順序。

本發明實施例的第二方面提供了一種飛輪儲能電機驅動電路在放電過程中的中點平衡控制裝置，其中，驅動電路每個相分別包括上橋臂和下橋臂，且針對每個上橋臂：由上至下依次包括上橋臂外開關管和上橋臂內開關管；針對每個下橋臂：由上至下依次包括下橋臂內開關管和下橋臂外開關管；

所述放電過程包括機械能向繞組磁能轉換階段和繞組磁能向電能轉換階段；

該裝置包括：

導通相確定模塊，用于基于當前時刻飛輪儲能電機的轉子位置確定所述驅動電路在當前時刻的導通相XY；所述飛輪儲能電機處于兩相導通，三相六拍運行模式下；X表示當前時刻的一個導通相，Y表示當前時刻的另一導通相；

第一開關管控制模塊，用于在所述機械能向繞組磁能轉換階段，控制X相下橋臂內開關管和Y相上橋臂內開關管導通；

中點電壓偏差計算模塊，用于在所述繞組磁能向電能轉換階段，獲取所述驅動電路在當前時刻的中點電壓偏差；

第二開關管控制模塊，用于根據所述中點電壓偏差的大小，確定所述X相下橋臂內開關管和所述Y相上橋臂內開關管的關斷順序。