CN107947682B - 一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法 - Google Patents

一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法,驱动系统包括直流电源、直流母线电容、三相逆变器、额外桥臂和额外电感;共模噪声抑制方法通过将传统SPWM调制算法下的脉宽调制信号进行实时的移相,同时加入额外桥臂的开关动作,实现抑制逆变器驱动电机时产生的共模电流和共模电磁干扰噪声,由此解决逆变器驱动三相交流电机的共模噪声的问题。本发明可以选择小容量低成本的开关管组成额外桥臂,能够取得降低共模电流和抑制共模噪声,实现保护电机绕组和轴承绝缘,提高系统可靠性的效果。

Description

一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法
技术领域
本发明属于交流电机与驱动控制领域,更具体地,涉及一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法。
背景技术
随着现代电机与电力电子控制技术的发展,基于电力电子逆变器驱动的交流电机变频调速系统,已广泛应用于工业伺服和交通牵引领域。由于系统的变频调速功能一般由脉宽调制技术结合逆变器的高速开关特性实现,电机的绕组末端存在以高频脉冲序列为特征的共模电压。共模电压产生的共模电流沿电机绕组传导,通过电机绕组与机壳或者轴承之间的杂散电容传导到接地端,不但增加了系统的电磁干扰噪声,而且会对电机绝缘和轴承等部件形成持续的损害,进而缩短电机的使用寿命,是电机驱动中的主要问题之一。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法,由此解决逆变器驱动三相交流电机存在的共模噪声问题。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法,包括:
将旋转坐标系下的d轴电流与q轴电流分别与d轴参考电流以及q轴参考电流进行比较,得到d轴误差电流以及q轴误差电流;
通过所述d轴误差电流以及所述q轴误差电流,得到d轴参考电压以及q轴参考电压,并通过所述d轴参考电压以及所述q轴参考电压和转子位置角度,得到静止坐标系下的三相参考电压;
通过将所述三相参考电压与三角载波进行幅值比较生成驱动三相逆变器(3)的初始脉宽调制信号,同时通过幅值恒为零的电压与所述三角载波进行幅值比较生成占空比恒为0.5的初始对称脉宽调制信号;
根据所述转子位置角度所处的扇区,分别对所述初始脉宽调制信号以及所述初始对称脉宽调制信号进行移相,以保证共模电压状态不变,得到目标脉宽调制信号PWM1、PWM2、PWM3以及PWM4,其中,PWM1、PWM2以及PWM3用于控制所述三相逆变器(3)的开关管动作,PWM4用于控制额外桥臂(4)的开关管动作,以实现共模噪声抑制;
若所述转子位置角度处于第一扇区,则将Ga进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的下降沿与PWM1上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM2上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM3下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第二扇区,则将Gc进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的下降沿与PWM3上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM1上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM2下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第三扇区,则将Gb进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的下降沿与PWM2上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM3上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM1下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第四扇区,则将Ga进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的下降沿与PWM1上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM2上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM3下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第五扇区,则将Gc进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的下降沿与PWM3上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM1上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM2下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第六扇区,则将Gb进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的下降沿与PWM2上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM3上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM1下降沿对齐,其中,Ga、Gb以及Gc分别为驱动所述三相逆变器(3)上管的初始脉宽调制信号;
所述三相交流电机驱动系统包括:直流电源(1)、直流母线电容(2)、三相逆变器(3)、额外桥臂(4)和额外电感(5);
所述三相逆变器(3)包括第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂,所述第一桥臂包括第一开关管与第二开关管,所述第二桥臂包括第三开关管与第四开关管,所述第三桥臂包括第五开关管与第六开关管,所述额外桥臂(4)包括第七开关管与第八开关管;
所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接,所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接,所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接,所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接;
所述直流母线电容(2)的第一端、所述第一开关管的第一端、所述第三开关管的第一端、所述第五开关管的第一端以及所述第七开关管的第一端均与所述直流电源(1)的正极端连接;
所述直流母线电容(2)的第二端、所述第二开关管的第二端、所述第四开关管的第二端、所述第六开关管的第二端以及所述第八开关管的第二端均与所述直流电源(1)的负极端连接;
所述额外电感(5)的第一端与所述额外桥臂(4)的中点连接;
在工作时,所述第一桥臂的中点、所述第二桥臂的中点以及所述第三桥臂的中点分别与三相交流电机的定子绕组的三个接线端连接,所述额外电感(5)的第二端与所述三相交流电机的定子绕组中性点连接。
优选地,所述额外电感(5)的电感值与所述三相交流电机的任一相电机绕组电感值相同。
优选地,所述扇区的分区情况为:若
Figure GDA0002159695790000051
处于第一扇区,若
Figure GDA0002159695790000052
处于第二扇区,若
Figure GDA0002159695790000053
处于第三扇区,若
Figure GDA0002159695790000054
处于第四扇区,若
Figure GDA0002159695790000055
处于第五扇区,若
Figure GDA0002159695790000056
处于第六扇区,其中,θ表示所述转子位置角度。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:由于增加了额外桥臂,使三相逆变器和额外桥臂组合的自由度更大,可以实现共模噪声的进一步抑制;另外额外并联桥臂流过的电流非常小,可以选择低容量的开关管,成本较低,能够降低共模电流和抑制共模噪声,保护电机绕组和轴承绝缘,提高系统可靠性。
附图说明
图1是按照本发明实现的三相逆变器组合额外桥臂驱动三相电机的拓扑结构图;
图2是按照本发明实现的三相逆变器组合额外桥臂驱动三相电机控制框图;
图3是按照本发明实现的三相逆变器组合额外桥臂的脉宽调制信号算法流程图;
图4是按照本发明实现的三相逆变器组合额外桥臂的脉宽调制信号波形与传统SPWM调制算法的脉宽调制信号对比图;
图5是按照本发明实现的共模电流与三相逆变器的共模电流对比图;
图6是按照本发明实现的三相逆变器和额外桥臂的电流对比图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:
1-直流电源,2-直流母线电容,3-三相逆变器,4-额外桥臂,5-额外电感,6-三相交流电机,7-三相交流电机接地。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法,其目的在于抑制一般两电平三相逆变器驱动三相交流电机时产生的共模电流和共模电磁干扰噪声,减弱其对电机绝缘和轴承等部件产生的持续损害的问题。
如图1所示,本发明提供了一种抑制共模噪声的三相交流电机驱动系统,包括:直流电源1、直流母线电容2、三相逆变器3、额外桥臂4和额外电感5;
三相逆变器3包括第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂,第一桥臂包括第一开关管与第二开关管,第二桥臂包括第三开关管与第四开关管,第三桥臂包括第五开关管与第六开关管,额外桥臂4包括第七开关管与第八开关管;
第一开关管的第二端与第二开关管的第一端连接,第三开关管的第二端与第四开关管的第一端连接,第五开关管的第二端与第六开关管的第一端连接,第七开关管的第二端与第八开关管的第一端连接;
直流母线电容2的第一端、第一开关管的第一端、第三开关管的第一端、第五开关管的第一端以及第七开关管的第一端均与直流电源1的正极端连接;
直流母线电容2的第二端、第二开关管的第二端、第四开关管的第二端、第六开关管的第二端以及第八开关管的第二端均与直流电源1的负极端连接;
额外电感5的第一端与额外桥臂4的中点连接;
在工作时,第一桥臂的中点、第二桥臂的中点以及第三桥臂的中点分别与三相交流电机的定子绕组的三个接线端连接,额外电感5的第二端与三相交流电机的定子绕组中性点连接。
其中,直流电源1用于向系统提供直流电,直流母线电容2用于稳定直流侧电压,三相逆变器3用于输出三相交流电流并输入到电机定子绕组中驱动电机工作,额外桥臂4用于输出高频电流,以抵消三相逆变器3输出的共模噪声,额外电感5的电感值与三相交流电机的任一相电机绕组电感值相同,用于提供高频电流通路,三相交流电机6用于实现电能到机械能的转化,三相交流电机接地7用于防止电机因故障或者绝缘损坏而导致漏电对设备线路或者人身触电危险。
其中,在本发明实施例中的三相交流电机包括星型连接的三相感应电机或者三相永磁同步电机。
本发明还提供了一种基于上述三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法,主要思路是在传统三相正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)调制算法的基础上,根据实时的转子角度信息进行扇区判断,然后根据扇区情况进行三相逆变器的脉宽调制信号移相,进行共模电压的抑制,但是共模电压仍然存在;此时需要根据剩余的共模电压脉冲的位置调节额外桥臂脉宽调制信号的位置,抵消剩余的共模电压,抑制共模电压在电机中产生共模噪声。
在控制方面,采用传统的矢量控制方法,其基本思路是通过脉宽调制电路中设计的d轴和q轴电流控制器产生旋转坐标系下的参考电压矢量,然后通过参考电压矢量计算静止坐标系下的三相参考电压,同时保持额外桥臂的参考电压为零,再选择三角载波与三相电压和额外桥臂的参考电压指令作幅值比较,产生对称的脉宽调制信号;然后根据扇区信息进行移相组合,获取改进的脉宽调制信号,用于控制逆变器的开关管动作,实现共模电压的抑制。
如图2所示,三相交流电机采用传统的矢量控制方法。控制系统由内环(电流环)与外环(速度环)组成。速度环通过速度控制器调节参考速度与反馈速度之差得到转矩电流分量的指令值iqref,同样d轴电流的指令值idref也根据实际需要进行调节。参考电流在d-q坐标下与反馈电流比较,其中d-q坐标下的反馈电流为测量到的三相电流经过坐标变换得到,最后由d轴和q轴电流控制器进行调节,产生参考电压Vd与Vq。参考电压Vd与Vq再经过坐标变换产生静止坐标系下的三相参考电压Va、Vb和Vc,输入到共模抑制调制算法模块,产生三相逆变器的脉宽调制信号(PWM1-3)用于驱动其对应的开关管动作,实现对电机的电流和速度的控制;同时产生额外桥臂的脉宽调制信号(PWM4),用于抑制系统产生的共模噪声。其中,电机的转子位置用于坐标变换,电机的转速用于速度环反馈,其中转子位置和转速可以由位置传感器得到。具体地,包括以下步骤:
(1)将旋转坐标系下的d轴电流与q轴电流分别与d轴参考电流以及q轴参考电流进行比较,得到d轴误差电流以及q轴误差电流;
其中,由
Figure GDA0002159695790000091
得到旋转坐标系下的d轴电流id与q轴电流iq,ia、ib以及ic为静止坐标系下的三相电流,θ为转子位置角度。
其中,ia、ib以及ic通过采样反馈电路中电流传感器获取,θ由位置传感器获取,采样反馈电路输入端接三相电机电流传感器和转子位置传感器的输出端,输出与驱动控制电路相连,用于采集电机定子绕组电流和转子位置信息并送入至驱动控制电路中,驱动控制电路用于产生脉宽调制信号,控制逆变器开关管的动作。
其中,由
Figure GDA0002159695790000101
得到d轴误差电流id_err以及q轴误差电流iq_err,其中,idref与iqref分别为d轴、q轴的参考电流。
(2)通过d轴误差电流以及q轴误差电流,得到d轴参考电压以及q轴参考电压,并通过d轴参考电压以及q轴参考电压和转子位置角度,得到静止坐标系下的三相参考电压;
其中,Vd与Vq分别为d轴、q轴电流控制器输出的参考电压指令。
其中,由
Figure GDA0002159695790000102
得到静止坐标系下的三相参考电压Va、Vb以及Vc
(3)通过将三相参考电压与三角载波进行幅值比较生成驱动三相逆变器3的初始脉宽调制信号,同时通过幅值恒为零的电压与三角载波进行幅值比较生成占空比恒为0.5的初始对称脉宽调制信号;
(4)根据转子位置角度所处的扇区,分别对脉宽调制信号以及对称脉宽调制信号进行移相,以保证共模电压状态不变,得到目标脉宽调制信号PWM1、PWM2、PWM3以及PWM4,其中,PWM1、PWM2以及PWM3用于控制所述三相逆变器3的开关管动作,PWM4用于控制额外桥臂4的开关管动作,以实现共模噪声抑制。
如图3所示,具有共模抑制功能的三相逆变器组合额外桥臂的脉宽调制信号通过以下的算法流程生成。首先通过三相正弦电压指令Va,Vb和Vc与三角载波进行幅值比较生成驱动三相逆变器的初始脉宽调制信号,同时通过幅值恒为零的电压指令与上述相同的三角载波进行幅值比较生成占空比恒为0.5的初始对称脉宽调制信号;另一方面,根据反馈的转子位置角度,进行扇区判断,扇区分组情况为:
Figure GDA0002159695790000111
根据扇区情况在每个扇区内对初始脉宽调制信号实施合适的移相操作,最后生成移相的三相SPWM脉宽调制信号以及额外桥臂的脉宽调制信号用于控制开关管的动作和参考电压输出。
如图4所示,左边图例为传统的SPWM调制方法在扇区1-6中生成的对称脉宽调制信号,其中Ga、Gb、Gc分别为驱动三相逆变器上管的初始脉宽调制信号波形,Vcm为三相逆变器输出的共模电压。可以看出三相逆变器输出的共模电压在一个开关周期内状态不断切换,会产生高频的共模噪声;右边图例为改进的调制方法生成的目标脉宽调制信号,通过对初始脉宽调制信号进行合适的移相,可以保证三相逆变器组合额外桥臂在任何一个桥臂进行开通时存在与之对应桥臂进行关断动作,保证共模电压状态不变,从而抑制共模噪声。其中实现共模抑制效果的移相原理如下:
在第一扇区内,A相的初始脉宽调制信号Ga的占空比最大,且满足B相和C相的初始脉宽调制信号占空比小于0.5。此时将A相初始脉宽调制信号进行半开关周期移相,将其从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,同样B相和C相的初始脉宽调制信号也进行移相控制,Gb向左移使其下降沿与PWM1上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,而Gc向右移使其上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,最后将额外桥臂的初始脉宽调制信号Ge进行合适的移相,使Ge下降沿与PWM2上升沿对齐,而Ge上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM4,在第一扇区内采用该移相方式后,可以保证三相逆变器和额外桥臂产生的共模电压在一个开关周期内不变,抑制逆变器产生的共模噪声;
在第二扇区内,C相的初始脉宽调制信号Gc的占空比最小,且满足A相和B相的初始脉宽调制信号占空比大于0.5。此时将C相初始脉宽调制信号进行半开关周期移相,将其从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,同样A相和B相的初始脉宽调制信号也进行移相控制,Ga向右移使其下降沿与PWM3上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,而Gb向左移使其上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,最后将额外桥臂的初始脉宽调制信号Ge进行合适的移相,使Ge下降沿与PWM1上升沿对齐,而Ge上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM4,在第二扇区内采用该移相方式后,可以保证三相逆变器和额外桥臂产生的共模电压在一个开关周期内不变,抑制逆变器产生的共模噪声;
在第三扇区内,B相的初始脉宽调制信号Gb的占空比最大,且满足A相和C相的初始脉宽调制信号占空比小于0.5。此时将B相初始脉宽调制信号进行半开关周期移相,将其从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,同样A相和C相的初始脉宽调制信号也进行移相控制,Gc向左移使其下降沿与PWM2上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,而Ga向右移使其上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,最后将额外桥臂的初始脉宽调制信号Ge进行合适的移相,使Ge下降沿与PWM3上升沿对齐,而Ge上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM4,在第三扇区内采用该移相方式后,可以保证三相逆变器和额外桥臂产生的共模电压在一个开关周期内不变,抑制逆变器产生的共模噪声;
在第四扇区内,A相的初始脉宽调制信号Ga的占空比最小,且满足B相和C相的初始脉宽调制信号占空比大于0.5。此时将A相初始脉宽调制信号进行半开关周期移相,将其从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,同样B相和C相的初始脉宽调制信号也进行移相控制,Gb向右移使其下降沿与PWM1上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,而Gc向左移使其上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,最后将额外桥臂的初始脉宽调制信号Ge进行合适的移相,使Ge下降沿与PWM2上升沿对齐,而Ge上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM4,在第四扇区内采用该移相方式后,可以保证三相逆变器和额外桥臂产生的共模电压在一个开关周期内不变,抑制逆变器产生的共模噪声;
在第五扇区内,C相的初始脉宽调制信号Gc的占空比最大,且满足A相和B相的初始脉宽调制信号占空比小于0.5。此时将C相初始脉宽调制信号进行半开关周期移相,将其从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,同样A相和B相的初始脉宽调制信号也进行移相控制,Ga向左移使其下降沿与PWM3上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,而Gb向右移使其上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,最后将额外桥臂的初始脉宽调制信号Ge进行合适的移相,使Ge下降沿与PWM1上升沿对齐,而Ge上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM4,在第五扇区内采用该移相方式后,可以保证三相逆变器和额外桥臂产生的共模电压在一个开关周期内不变,抑制逆变器产生的共模噪声;
在第六扇区内,B相的初始脉宽调制信号Gb的占空比最小,且满足A相和C相的初始脉宽调制信号占空比大于0.5。此时将B相初始脉宽调制信号进行半开关周期移相,将其从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,同样A相和C相的初始脉宽调制信号也进行移相控制,Gc向右移使其下降沿与PWM2上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,而Ga向左移使其上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,最后将额外桥臂的初始脉宽调制信号Ge进行合适的移相,使Ge下降沿与PWM3上升沿对齐,而Ge上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM4,在第六扇区内采用该移相方式后,可以保证三相逆变器和额外桥臂产生的共模电压在一个开关周期内不变,抑制逆变器产生的共模噪声。
如图5所示,在相同工况下进行三相逆变器与三相逆变器组合额外桥臂的共模电流对比。可以看出相比三相逆变器,采用三相逆变器组合额外桥臂可以基本消除共模噪声。
如图6所示,在相同工况下进行三相逆变器组合额外桥臂的电流对比。可以看出三相逆变器输出的三相电流可以保持正弦,而额外桥臂输出的电流很小,可以采用低容量的开关管组成该桥臂,降低硬件的成本。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于三相交流电机驱动系统的共模噪声抑制方法,其特征在于,包括:
将旋转坐标系下的d轴电流与q轴电流分别与d轴参考电流以及q轴参考电流进行比较,得到d轴误差电流以及q轴误差电流;
通过所述d轴误差电流以及所述q轴误差电流,得到d轴参考电压以及q轴参考电压,并通过所述d轴参考电压以及所述q轴参考电压和转子位置角度,得到静止坐标系下的三相参考电压;
通过将所述三相参考电压与三角载波进行幅值比较生成驱动三相逆变器(3)的初始脉宽调制信号,同时通过幅值恒为零的电压与所述三角载波进行幅值比较生成占空比恒为0.5的初始对称脉宽调制信号;
根据所述转子位置角度所处的扇区,分别对所述初始脉宽调制信号以及所述初始对称脉宽调制信号进行移相,以保证共模电压状态不变,得到目标脉宽调制信号PWM1、PWM2、PWM3以及PWM4,其中,PWM1、PWM2以及PWM3用于控制所述三相逆变器(3)的开关管动作,PWM4用于控制额外桥臂(4)的开关管动作,以实现共模噪声抑制;
所述扇区的分区情况为:若
Figure FDA0002243993160000011
处于第一扇区,若
Figure FDA0002243993160000012
处于第二扇区,若
Figure FDA0002243993160000013
处于第三扇区,若
Figure FDA0002243993160000014
处于第四扇区,若
Figure FDA0002243993160000015
处于第五扇区,若
Figure FDA0002243993160000016
处于第六扇区,其中,θ表示所述转子位置角度;
若所述转子位置角度处于第一扇区,则将Ga进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的下降沿与PWM1上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM2上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM3下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第二扇区,则将Gc进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的下降沿与PWM3上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM1上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM2下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第三扇区,则将Gb进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的下降沿与PWM2上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM3上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM1下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第四扇区,则将Ga进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的下降沿与PWM1上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的上升沿与PWM1下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM2上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM3下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第五扇区,则将Gc进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的下降沿与PWM3上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,移动Gb使Gb的上升沿与PWM3下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM1上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM2下降沿对齐;
若所述转子位置角度处于第六扇区,则将Gb进行半开关周期移相,从中间对齐改为两侧对齐得到目标脉宽调制信号PWM2,移动Gc使Gc的下降沿与PWM2上升沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM3,移动Ga使Ga的上升沿与PWM2下降沿对齐得到目标脉宽调制信号PWM1,所述额外桥臂(4)的目标脉宽调制信号PWM4的下降沿与PWM3上升沿对齐,而PWM4上升沿与PWM1下降沿对齐,其中,Ga、Gb以及Gc分别为驱动所述三相逆变器(3)上管的初始脉宽调制信号;
所述三相交流电机驱动系统包括:直流电源(1)、直流母线电容(2)、三相逆变器(3)、额外桥臂(4)和额外电感(5);
所述三相逆变器(3)包括第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂,所述第一桥臂包括第一开关管与第二开关管,所述第二桥臂包括第三开关管与第四开关管,所述第三桥臂包括第五开关管与第六开关管,所述额外桥臂(4)包括第七开关管与第八开关管;
所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接,所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接,所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接,所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接;
所述直流母线电容(2)的第一端、所述第一开关管的第一端、所述第三开关管的第一端、所述第五开关管的第一端以及所述第七开关管的第一端均与所述直流电源(1)的正极端连接;
所述直流母线电容(2)的第二端、所述第二开关管的第二端、所述第四开关管的第二端、所述第六开关管的第二端以及所述第八开关管的第二端均与所述直流电源(1)的负极端连接;
所述额外电感(5)的第一端与所述额外桥臂(4)的中点连接;
在工作时,所述第一桥臂的中点、所述第二桥臂的中点以及所述第三桥臂的中点分别与三相交流电机的定子绕组的三个接线端连接,所述额外电感(5)的第二端与所述三相交流电机的定子绕组中性点连接。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述额外电感(5)的电感值与所述三相交流电机的任一相电机绕组电感值相同。
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