[發(fā)明專利]一種三相電機(jī)諧波電流控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210589030.5
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114915229A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲榮海;陳智;孔武斌;李子旻;譚越瑾
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/14;H02P27/12;H02M7/5395;H02M1/08;H02M1/12
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 徐美琳

1.一種三相電機(jī)諧波電流控制方法，其特征在于，建立與電機(jī)三相實(shí)際繞組對應(yīng)的多個(gè)三相虛擬繞組，包括以下步驟：

通過虛擬多相繞組電流指令值計(jì)算多相電壓指令值，提取多相電壓指令值中與三相電機(jī)對應(yīng)的三相電壓得到三相電機(jī)三相電壓指令值，將諧波電流分配至不同的諧波平面上并分別進(jìn)行閉環(huán)控制，計(jì)算得到逆變器開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)動(dòng)子運(yùn)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述虛擬多相繞組電流指令值通過以下步驟獲取：

不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸指令值通過PARK逆變換得到不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸指令值，不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸指令值通過傅里葉坐標(biāo)逆變換得到多相電流指令值，其中，所述多相電流指令值包括虛擬多相繞組電流指令值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述多相電壓指令值通過以下步驟獲取：

測量得到的三相電機(jī)三相電流反饋值和虛擬多相繞組電流指令值通過傅里葉坐標(biāo)正變換得到不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸反饋值，不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸反饋值通過PARK正變換得到不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸反饋值，不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸反饋值和不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸指令值通過電流PI控制得到不同諧波平面上的諧波d軸和q軸電壓指令值，不同諧波平面上的諧波d軸和q軸電壓指令值通過PARK逆變換得到不同諧波平面上的諧波α軸和β軸電壓指令值，不同諧波平面上的諧波α軸和β軸電壓指令值通過傅里葉坐標(biāo)逆變換計(jì)算得到多相電壓指令值。

4.一種三相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，三相電機(jī)(1)的三相實(shí)際繞組對應(yīng)多個(gè)三相虛擬繞組，其特征在于，包括逆變器(2)、直流電源(3)和控制電路(4)；直流電源(3)為逆變器(2)的直流輸入側(cè)供電，逆變器(2)接收控制電路(4)的驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)(1)運(yùn)行，通過傳感器將三相電機(jī)(1)的電流信號傳輸給控制電路(4)用于驅(qū)動(dòng)信號的計(jì)算；所述控制電路(4)包括電流檢測單元(5)、驅(qū)動(dòng)單元(6)和主控制單元(7)，所述主控制單元(7)對三相電機(jī)(1)的運(yùn)行進(jìn)行控制；所述電流檢測單元(5)包括電流傳感器以及電流采樣電路，所述電流檢測單元(5)輸出的信號輸出至所述主控制單元(7)，所述主控制單元(7)根據(jù)接收的電流信號、諧波電流指令經(jīng)過計(jì)算處理后輸出驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)(1)的驅(qū)動(dòng)信號，所述驅(qū)動(dòng)信號通過驅(qū)動(dòng)單元(6)輸出至所述逆變器(2)，以控制逆變器(2)中的開關(guān)器件，驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)(1)運(yùn)行；

所述主控制單元(7)包括虛擬電流計(jì)算模塊(15)、控制電壓計(jì)算模塊(16)、SVPWM模塊(17)，所述虛擬電流計(jì)算模塊(15)用于獲取虛擬多相繞組電流指令值，所述控制電壓計(jì)算模塊(16)用于獲取多相電壓指令值，提取多相電壓指令值中與三相電機(jī)對應(yīng)的電機(jī)三相電壓指令值；電機(jī)三相電壓指令值通過SVPWM模塊(17)計(jì)算得到逆變器(2)的6個(gè)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號，逆變器(2)由直流電源(3)供電驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)(1)動(dòng)子運(yùn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬電流計(jì)算模塊(15)包括電流指令PARK逆變換單元(8)、電流指令傅里葉坐標(biāo)逆變換(9)，不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸指令值通過電流指令PARK逆變換單元(8)計(jì)算得到不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸指令值，不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸指令值通過電流指令傅里葉坐標(biāo)逆變換(9)計(jì)算得到多相電流指令值，其中，所述多相電流指令值包括虛擬多相繞組電流指令值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電壓計(jì)算模塊(16)包括電流采樣傅里葉坐標(biāo)正變換(10)、電流采樣PARK正變換單元(11)、電壓指令PARK逆變換單元(12)、電壓指令傅里葉坐標(biāo)逆變換(13)、電流PI控制器(14)；

測量得到的三相電機(jī)三相電流反饋值和虛擬多相繞組電流指令值通過電流采樣傅里葉坐標(biāo)正變換(10)計(jì)算得到不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸反饋值，不同諧波平面上的諧波電流α軸和β軸反饋值通過電流采樣PARK正變換單元(11)計(jì)算得到不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸反饋值，不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸反饋值和不同諧波平面上的諧波電流d軸和q軸指令值通過電流PI控制器(14)計(jì)算得到不同諧波平面上的諧波d軸和q軸電壓指令值，不同諧波平面上的諧波d軸和q軸電壓指令值通過電壓指令PARK逆變換單元(12)計(jì)算得到不同諧波平面上的諧波α軸和β軸電壓指令值，不同諧波平面上的諧波α軸和β軸電壓指令值通過電壓指令傅里葉坐標(biāo)逆變換(13)計(jì)算得到多相電壓指令值。