CN116505834A - 非对称六相交流电机共模电压消除方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非对称六相交流电机共模电压消除方法、系统及存储介质,属于电机控制领域,方法包括:S1、采集非对称六相交流电机的六相电流和转子位置角;S2、将所述六相电流分解到三个彼此正交的子平面,并得到机电能量转换平面下的电流;S3、将该电流通过旋转坐标变换,将转换后的电流与参考电流比较得到参考电压幅值;S4、根据所述参考电压幅值和转子位置角确定参考电压所在的扇区,采用零共模电压矢量,通过空间矢量调制合成参考电压;S5、用所述参考电压驱动两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反。本发明在抑制z1‑z2子空间电压分量的同时,消除了系统的共模电压,相对于SPWM调制,最大调制比大于1,能够提高系统的电压利用率。

Description

非对称六相交流电机共模电压消除方法、系统及存储介质
技术领域
本发明属于电机控制领域,更具体地,涉及一种非对称六相交流电机共模电压消除方法、系统及存储介质。
背景技术
与传统的三相交流电机相比,非对称六相交流电机具有低压大功率和较高容错性的优点;同时,非对称六相电机的两组三相定子绕组采用移相30°,消除了旋转磁场中的6n±1(n=1,3,5,…)次谐波,具有较低的空间谐波含量和较低的转矩脉动。因此,非六相交流电机的应用满足电力船舶推进、电动机汽车和飞机等应用领域的高功率水平和高性能的要求。
电机驱动系统中变频器采用高频脉冲序列实现参考电压的等效,高频脉冲在降低谐波电流的同时不可避免的引入了共模电压。共模电压不仅会带来更多的电磁干扰问题,还会产生共模电流,流过电机的绝缘层和轴承,影响电机系统的可靠性。共模电压的抑制方法可以分为硬件抑制和软件抑制两种方法。硬件抑制方法通过外加无源或有源滤波器对传播路径进行抑制,而软件抑制通过改变调制策略或拓扑结构对共模电压源进行抑制。软件抑制因其具有较小的成本和较高的功率密度而得到广泛应用。
目前通过软件对共模电压抑制主要集中在双三相电机(两组绕组之间的角度偏移0°)和对称六相电机(两组绕组之间的角度偏移60°),而对于非对称六相电机的共模电压消除方法研究较少,其中一种脉冲移相的方法可以实现非对称六相电机共模电压的对消,但是该方法本质上还是SPWM调制,最大调制比只能达到1,使得电压利用率低,且移相操作较为复杂。
发明内容
针对现有技术的缺陷和改进需求,本发明提供了一种非对称六相交流电机共模电压消除方法、系统及存储介质,其目的在于消除非对称六相交流电机共模电压的同时,提升最大调制比。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种非对称六相交流电机共模电压消除方法,包括:
S1、采集非对称六相交流电机的六相电流和转子位置角θ;
S2、将所述六相电流通过空间矢量分解到三个彼此正交的子平面:α-β子平面、z1-z2子平面和零序子平面,得到在α-β子平面下的电流;其中,α-β子平面为机电能量转换平面,z1-z2子平面为非能量转换平面;
S3、将α-β子平面下的电流通过旋转坐标变换,得到在d-q平面下的电流id、iq,将所述电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值;
S4、在α-β子平面内选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量,所述六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区;根据所述参考电压幅值和所述转子位置角θ确定参考电压所在的扇区,采用空间矢量调制方法,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模电压大矢量,并与所述两个零共模电压零矢量合成参考电压;其中,所述零共模电压大矢量为满足零共模电压条件且矢量长度最长的矢量;
S5、用所述参考电压驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反。
进一步地,S4中,还包括在所述α-β子平面内选择六个零共模电压中矢量,将所述六个零共模电压大矢量与所述六个零共模电压中矢量组合成六个零共模虚拟矢量;
采用空间矢量调制方法时,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量,并与所述两个零共模电压零矢量合成参考电压。
进一步地,每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的占空比比值大于等于
进一步地,采用空间矢量调制方法时,参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量,及所述两个零共模电压零矢量的调制作用时间为:
其中,t0表示两个零共模电压零矢量的调制作用时间,t1、t2分别为参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量的调制作用时间;VV1、VV2分别表示两个零共模虚拟矢量,VVs表示两个零共模虚拟矢量的长度;Vref表示参考电压的幅值;表示转子位置角θ相对于参考电压所在扇区起点的位置;TS表示开关周期;floor()表示向下取整算子。
进一步地,参考电压所在扇区内对应的每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的调制作用时间分别为:
其中,ti1、ti2分别表示参考电压所在扇区内对应的每个所述零共模电压大矢量、每个所述零共模电压中矢量的调制作用时间,τ为每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的占空比比值。
进一步地,每个扇区调制过程中,两个所述零共模电压大矢量、两个所述零共模电压中矢量及两个所述零共模电压零矢量合成参考电压的顺序为:
每个开关周期内,使两个所述零共模电压大矢量连续放置或两个所述零共模电压中矢量连续放置;
每个开关周期内,使一个所述零共模电压零矢量对称位于开关周期的两边,另一个所述零共模电压零矢量位于开关周期的中间;
参与到下一个扇区调制的零共模虚拟矢量对应的零共模电压大矢量和零共模电压中矢量的合成相对顺序不变。
进一步地,每个扇区调制过程中,相邻两个开关周期内的电压矢量合成顺序相反。
进一步地,S3中,将所述电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值包括:
将所述转子位置角θ求导得到转子角速度ωr
将所述转子角速度ωr与设定的参考速度比较后的误差信号通过PI控制,得到d轴、q轴的参考电流/>
将所述d轴、q轴的参考电流分别与对应的d-q平面下的电流id、iq比较后的误差信号通过PI控制,得到对应的d轴、q轴的参考电压ud、uq,进而得到d-q轴参考电压幅值。
按照本发明的另一方面,提供了一种非对称六相交流电机共模电压消除系统,包括:
采集模块,用于采集非对称六相交流电机的六相电流和转子位置角θ;
电流计算模块,用于将所述六相电流通过空间矢量分解到三个彼此正交的子平面:α-β子平面、z1-z2子平面和零序子平面,得到在α-β子平面下的电流,其中,α-β子平面为机电能量转换平面,z1-z2子平面为非能量转换平面;
参考电压幅值计算模块,用于将α-β子平面下的电流通过旋转坐标变换,得到在d-q平面下的电流id、iq,将所述电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值;
参考电压合成模块,用于在α-β子平面内选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量,所述六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区;根据所述参考电压幅值和所述转子位置角θ确定参考电压所在的扇区,采用空间矢量调制方法,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模电压大矢量,并与所述两个零共模电压零矢量合成参考电压;其中,所述零共模电压大矢量为满足零共模电压条件且矢量长度最长的矢量;
控制模块,用于用所述参考电压驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反。
按照本发明的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,包括存储的计算机程序;所述计算机程序被处理器执行时,控制所述计算机可读存储介质所在设备执行第一方面任一项所述的方法。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案,能够取得以下有益效果:
(1)本发明的方法,通过将六相电流进行空间矢量分解,采用空间矢量调制方法,仅采用六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量合成参考电压,使两套三相逆变器输出的共模电压瞬时之和为零,以消除逆变器输入到非对称六相交流电机中总的共模电压,从而消除非对称六相电机产生的共模噪声,最大调制比可以达到1.115,在消除非对称六相交流电机共模电压的同时,提升了最大调制比。
(2)进一步地,采用六个零共模电压大矢量、六个零共模电压中矢量合成六个零共模虚拟矢量,用六个零共模虚拟矢量实现电机参考电压的矢量合成,虚拟矢量对消z1-z2子平面电压的分配关系,抑制z1-z2子平面的电压,进而降低非能量z1-z2子平面带来的额外损耗。
(3)当每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的占空比比值大于等于时,可以达到的调制比在1.035-1.115之间;当占空比比值为/>虚拟矢量完全对消z1-z2子平面电压的分配关系,可以使z1-z2子平面一个周期的平均电压等效为零,完全抑制非能量z1-z2子平面带来的额外损耗。
(4)本发明还给出了采用空间矢量调制方法时,合成参考电压的矢量调制时间及相应的合成顺序,在设计的矢量合成顺序下,可以使得一个开关周期内,开关只动作一次,在进行扇区切换时,不存在电流跳变,实现在较高调制比下共模电压消除的同时,减小谐波电流。
(5)作为优选,在相邻两个开关周期内的电压矢量合成顺序相反时,可以确保相电压在两个连续周期中对称,解决由于六相PWM不对称,在整个基波周期内会存在偏移累计效应,使得两套三相绕组的基波电流不平衡的问题。
(6)本发明的方法,还给出了相应的参考电压幅值计算方法,基于参考电压幅值和转子位置角θ可以确定参考电压在空间矢量调制时所在的扇区。
总而言之,本发明的方法消除了系统的共模电压,降低了电机的共模电流和共模电磁干扰,相对于SPWM调制,本发明方法的最大调制比在1.035-1.115之间,最大可达1.115,提高了系统的电压利用率;同时,本发明不需要增加硬件,仅通过改进软件算法就可实现,通用性强,能够保护电机轴承,提高系统可靠性。
附图说明
图1为本发明的共模电压抑制方法的示意图。
图2为本发明的非对称六相交流电机拓扑结构图。
图3为本发明的共模电压抑制方法涉及信号的流向图。
图4(a)和图4(b)分别为本发明选择的零共模电压矢量在α-β子平面、z1-z2子平面的空间位置示意图。
图5(a)为按照本发明的共模电压消除方法得到的扇区划分图。
图5(b)为按照本发明的共模电压消除方法进行空间矢量调制的原理图。
图6(a)和图6(b)为按照本发明的共模电压消除方法得到的第一个PWM周期的矢量分配图、第二个PWM周期的对称矢量分配图。
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。
如图1、图2所示,本发明的非对称六相交流电机共模电压消除方法,其中,六相绕组分别为A、U、B、V、C、W。两套三相绕组之间相位差为30°,本发明实施例中,两套三相绕组均采用Y型接线方式,在其它实施例中,可以采用三角形连接或者其它连接方式;图1中,Vdc表示直流母线电压;va、vb、vc、vu、vv、vw分别表示非对称六相交流电机的六相电压,ia、ib、ic、iu、iv、iw分别表示非对称六相交流电机的六相电流;N1和N2分别表示两套三相电机的中心点。
方法包括如下步骤:
S1、采集非对称六相交流电机的六相电流ix(x=a,b,c,u,v,w)、直流母线电压Vdc和转子位置角θ;
S2、将六相电流通过空间矢量分解到三个彼此正交的子平面:α-β子平面、z1-z2子平面和o1-o2零序子平面,得到在α-β子平面下对应的电流;其中,α-β子平面为机电能量转换平面,z1-z2子平面和o1-o2零序子平面为非能量平面;在α-β子平面下的电流为iα、iβ
S3、根据α-β子平面下的电流iα、iβ和转子位置角θ,通过旋转坐标变换,得到在旋转坐标系d-q平面下的电流id、iq,将其与d-q轴参考电流比较后得到d-q轴参考电压幅值;
S4、在α-β子平面内选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量,该六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区;根据参考电压幅值和转子位置角θ确定参考电压所在的扇区,采用空间矢量调制方法,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模电压大矢量,并与两个零共模电压零矢量合成参考电压;其中,零共模电压大矢量为满足零共模电压条件的矢量中长度最长的矢量;零共模电压零矢量为满足零共模电压条件的矢量中长度为0的矢量。
S5、用该参考电压驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反,进而消除非对称六相交流电机产生的共模电压。
作为本发明进一步优选设计的方案,S4中,还包括:
选择六个零共模电压中矢量,将六个零共模电压大矢量和六个零共模电压中矢量组合成六个零共模虚拟矢量,可以使z1-z2子平面的平均电压等效为零,抑制非能量z1-z2子平面带来的额外损耗。
在合成参考电压时,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量,并与两个零共模电压零矢量合成参考电压。
具体地,S2中,把六相电流ix(x=a,b,c,u,v,w)按照公式(1)转到三个相应的正交子空间:
其中,iz1、iz2分别为六相电流通过空间矢量分解到z1-z2子平面的电流,io1、io2分别为六相电流通过空间矢量分解到o1-o2零序子平面的电流。
S3中,旋转坐标变换公式为:
其中,θ为转子位置角,iα、iβ分别为α-β子平面下的电流,id、iq为得到的在旋转坐标系d-q平面下的电流。
如图3所示,将d-q平面下的电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到d-q轴参考电压幅值包括:
由采样的转子位置角θ求导得到转子角速度ωr
将转子角速度ωr与设定的参考速度比较后的误差信号通过PI控制器1得到q轴的参考电流/>
将参考电流与实际采样后的q轴电流iq比较后的误差信号通过PI控制器2得到q轴的参考电压uq;同理可以得到d轴的参考电压ud,进而得到d-q轴参考电压幅值。
具体地,S4中,根据非对称六相交流电机的共模电压产生原理,实现零共模电压需要使六相桥臂输出电压之和为零,如下式(3)所示。图4(a)和图4(b)分别显示了α-β子平面和z1-z2子平面内的60个有效电压矢量(即矢量长度不为0的电压矢量)和四个零电压矢量(即矢量长度为0的电压矢量)。将60个有效电压矢量按照矢量长度大小分为大矢量VL、中矢量VM、基本矢量VB和小矢量VS,每种电压矢量的长度大小满足公式(4),其中每个电压矢量通过与二进制数[SaSbSc]和[SuSvSw]对应的两个八进制数来识别。根据三个“1”和三个“0”状态原则,图4(a)和图4(b)中带有深色箭头线的有效电压矢量满足公式(3)的零共模电压条件。
其中,α-β子平面同一位置的大矢量VL和中矢量VM在z1-z2子平面对应小矢量VS和中矢量VM且方向相反。例如α-β子平面的大矢量V64和中矢量V46具有相同方向,在z1-z2子平面对应小矢量V64和中矢量V46,且方向相反。
为了提升调制比,同时消除非对称六相交流电机产生的共模电压,在α-β子平面,选择六个零共模电压大矢量(满足零共模电压条件的有效电压矢量中的大矢量)和两个零共模电压零矢量(满足零共模电压条件的零电压矢量),最大调制比可达1.115。本实施例中,两个零共模电压零矢量分别为V07与V70
作为优选,为了在提升调制比及消除非对称六相交流电机产生的共模电压的同时,还能够抑制非能量z1-z2子平面带来的额外损耗,选择六个零共模电压大矢量、六个零共模电压中矢量和两个零共模电压零矢量来合成参考电压,其中。其中,选择的零共模电压大矢量与零共模电压中矢量的占空比比值大于等于
当零共模电压大矢量与零共模电压中矢量的占空比等于时,如公式(5)所示,虚拟矢量可以完全对消z1-z2子平面电压的分配关系,使其在z1-z2子平面等效电压为零,此时可以达到的调制比最大为1.035。
将六个零共模电压大矢量、六个零共模电压中矢量合成六个零共模虚拟矢量VVs,合成的六个零共模虚拟矢量VVs的长度如公式(6)所示:
如图5(a)所示,六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区,六个扇区分别为:
如图5(b)所示,采用空间矢量调制方法,在合成参考电压的过程中,参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量,以及两个零共模电压零矢量的调制作用时间分别为:
其中,t0表示两个零共模电压零矢量的调制作用时间,t1、t2分别为参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量的调制作用时间,并根据合成每个零共模虚拟矢量的零共模电压大矢量和零共模电压中矢量的占空比比值,得到参考电压所在扇区内对应的零共模电压大矢量、零共模电压中矢量的调制作用时间;也即,参考电压所在扇区内对应的每个零共模电压大矢量与每个零共模电压中矢量的调制作用时间分别为:
其中,ti1、ti2分别表示参考电压所在扇区内对应的每个零共模电压大矢量、每个零共模电压中矢量的调制作用时间,τ为每个零共模电压大矢量与每个零共模电压中矢量的占空比比值。
本发明实施例中,根据公式(5)分配每个零共模电压大矢量和每个零共模电压中矢量的占空比。
VV1、VV2分别表示参考电压所在扇区内的两个零共模虚拟矢量(包含长度和方向);Vref表示参考电压的幅值;表示转子位置角θ相对于参考电压所在扇区起点的位置;TS表示开关周期;floor()表示向下取整算子。
得到参考电压所在扇区内的四个有效零共模电压矢量(两个零共模电压大矢量和两个零共模电压中矢量)以及两个零共模电压零矢量的调制作用时间后,在每个扇区调制过程中,按照如下电压矢量合成顺序合成参考电压,得到当前扇区对应的电机的脉冲调制信号:
在每个开关周期内,使两个零共模电压大矢量连续放置或者两个零共模电压中矢量连续放置;
在每个开关周期内,使一个零共模电压零矢量对称位于开关周期的两边,另一个零共模电压零矢量位于开关周期的中间;
参与到下一个扇区调制中的零共模虚拟矢量对应的零共模电压大矢量和零共模电压中矢量的合成相对顺序不变。
如公式(9)所示,并参考图6(a)和图6(b),为本发明实施例中的一种调制排列顺序。以第一扇区为例,通过上述调制排列顺序,得到一个开关周期的电压矢量合成顺序为:V07,V46,V54,V70,V64,V45,V07。零共模电压零矢量V07对称的位于开关周期的两边,零共模电压零矢量V70位于开关周期的中间;两个零共模电压中矢量V46,V54连续放置,两个零共模电压大矢量V64,V45连续放置;参与到下一个扇区调制中的零共模虚拟矢量中的零共模电压大矢量V64和零共模电压中矢量V46的相对顺序不变,也即在第一扇区中,是按照V46、V64的顺序,在第二扇区中,仍然是按照V46、V64的顺序。
在上述设计的调制排列顺序下,可以使得一个开关周期内,开关只动作一次,在进行扇区切换时,不存在电流跳变,实现在较高调制比下共模电压消除的同时,减小谐波电流。
通过采用空间矢量调制方法,经过对参考电压所在扇区内的四个有效零共模电压矢量以及两个零共模电压零矢量的调制作用时间设计以及调制排列顺序设计,得到每个扇区内对应的参考电压,进而得到每相桥臂的脉冲调制信号PWM1-PWM6,通过PWM1-PWM6控制两套逆变器,使两套逆变器输出的共模电压幅值相同,方向相反,实现共模电压的消除,图6(a)和图6(b)中,Vcm1、Vcm2分别为两套逆变器输出的共模电压幅值,可以看出,Vcm1、Vcm2大小相同,方向相反。
作为优选,在相邻两个开关周期内的电压矢量合成顺序相反,比如,第一个开关周期的电压矢量合成顺序为:V07,V46,V54,V70,V64,V45,V07,第二个开关周期中以相反的顺序重复第一个开关周期的开关序列:V07,V45,V64,V70,V54,V46,V07,以确保相电压在两个连续周期中对称,可以解决由于六相PWM不对称,在整个基波周期内会存在偏移累计效应,使得两套三相绕组的基波电流不平衡的问题。
也即,本发明中的零共模调制方法的调制范围为6个虚拟矢量构成的六边形的内切圆,如图5(b)所示,最大调制比为:
在该最大调制比下,在消除共模电压的同时,还能够抑制非能量z1-z2子平面带来的额外损耗。
当在α-β子平面内仅选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量进行参考电压合成时,最大调制比可达:
其中,Vref_max表示参考电压最大值。
按照本发明的另一方面,提供了一种非对称六相交流电机共模电压消除系统,包括:
采集模块,用于采集非对称六相交流电机的六相电流和转子位置角θ;
电流计算模块,用于将六相电流通过空间矢量分解到三个彼此正交的子平面:α-β子平面、z1-z2子平面和o1-o2零序子平面,得到在α-β子平面下的电流,其中,α-β子平面为机电能量转换平面,z1-z2子平面为非能量转换平面;
参考电压幅值计算模块,用于将α-β子平面下的电流通过旋转坐标变换,得到在d-q平面下的电流id、iq,将电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值;
参考电压合成模块,用于在α-β子平面内选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量,六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区;根据参考电压幅值和转子位置角θ确定参考电压所在的扇区,采用空间矢量调制方法,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模电压大矢量,并与两个零共模电压零矢量合成参考电压;其中,零共模电压大矢量为满足零共模电压条件且矢量长度最长的矢量,零共模电压零矢量为满足零共模电压条件且矢量长度为0的矢量;
控制模块,用于用参考电压驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反。
其中,上述的每个模块用于执行上述非对称六相交流电机共模电压消除方法中的相应的步骤。
按照本发明的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,包括存储的计算机程序;计算机程序被处理器执行时,控制计算机可读存储介质所在设备执行上述非对称六相交流电机共模电压消除方法中的每个步骤。
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 (10)

1.一种非对称六相交流电机共模电压消除方法,其特征在于,包括:
S1、采集非对称六相交流电机的六相电流和转子位置角θ;
S2、将所述六相电流通过空间矢量分解到三个彼此正交的子平面:α-β子平面、z1-z2子平面和零序子平面,得到在α-β子平面下的电流;其中,α-β子平面为机电能量转换平面,z1-z2子平面为非能量转换平面;
S3、将α-β子平面下的电流通过旋转坐标变换,得到在d-q平面下的电流id、iq,将所述电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值;
S4、在α-β子平面内选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量,所述六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区;根据所述参考电压幅值和所述转子位置角θ确定参考电压所在的扇区,采用空间矢量调制方法,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模电压大矢量,并与所述两个零共模电压零矢量合成参考电压;其中,所述零共模电压大矢量为满足零共模电压条件且矢量长度最长的矢量;
S5、用所述参考电压驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S4中,还包括在所述α-β子平面内选择六个零共模电压中矢量,将所述六个零共模电压大矢量与所述六个零共模电压中矢量组合成六个零共模虚拟矢量;
采用空间矢量调制方法时,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量,并与所述两个零共模电压零矢量合成参考电压。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的占空比比值大于等于
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,采用空间矢量调制方法时,参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量,及所述两个零共模电压零矢量的调制作用时间为:
其中,t0表示两个零共模电压零矢量的调制作用时间,t1、t2分别为参考电压所在扇区内对应的两个零共模虚拟矢量的调制作用时间;VV1、VV2分别表示两个零共模虚拟矢量,VVs表示两个零共模虚拟矢量的长度;Vref表示参考电压的幅值;表示转子位置角θ相对于参考电压所在扇区起点的位置;TS表示开关周期;floor()表示向下取整算子。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,参考电压所在扇区内对应的每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的调制作用时间分别为:
其中,ti1、ti2分别表示参考电压所在扇区内对应的每个所述零共模电压大矢量、每个所述零共模电压中矢量的调制作用时间,τ为每个所述零共模电压大矢量与每个所述零共模电压中矢量的占空比比值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,每个扇区调制过程中,两个所述零共模电压大矢量、两个所述零共模电压中矢量及两个所述零共模电压零矢量合成参考电压的顺序为:
每个开关周期内,使两个所述零共模电压大矢量连续放置或两个所述零共模电压中矢量连续放置;
每个开关周期内,使一个所述零共模电压零矢量对称位于开关周期的两边,另一个所述零共模电压零矢量位于开关周期的中间;
参与到下一个扇区调制的零共模虚拟矢量对应的零共模电压大矢量和零共模电压中矢量的合成相对顺序不变。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,每个扇区调制过程中,相邻两个开关周期内的电压矢量合成顺序相反。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S3中,将所述电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值包括:
将所述转子位置角θ求导得到转子角速度ωr
将所述转子角速度ωr与设定的参考速度比较后的误差信号通过PI控制,得到d轴、q轴的参考电流/>
将所述d轴、q轴的参考电流分别与对应的d-q平面下的电流id、iq比较后的误差信号通过PI控制,得到对应的d轴、q轴的参考电压ud、uq,进而得到d-q轴参考电压幅值。
9.一种非对称六相交流电机共模电压消除系统,其特征在于,包括:
采集模块,用于采集非对称六相交流电机的六相电流和转子位置角θ;
电流计算模块,用于将所述六相电流通过空间矢量分解到三个彼此正交的子平面:α-β子平面、z1-z2子平面和零序子平面,得到在α-β子平面下的电流,其中,α-β子平面为机电能量转换平面,z1-z2子平面为非能量转换平面;
参考电压幅值计算模块,用于将α-β子平面下的电流通过旋转坐标变换,得到在d-q平面下的电流id、iq,将所述电流id、iq与d-q轴参考电流比较后得到参考电压幅值;
参考电压合成模块,用于在α-β子平面内选择六个零共模电压大矢量和两个零共模电压零矢量,所述六个零共模电压大矢量将α-β子平面划分为六个扇区;根据所述参考电压幅值和所述转子位置角θ确定参考电压所在的扇区,采用空间矢量调制方法,选择参考电压所在扇区内对应的两个零共模电压大矢量,并与所述两个零共模电压零矢量合成参考电压;其中,所述零共模电压大矢量为满足零共模电压条件且矢量长度最长的矢量;
控制模块,用于用所述参考电压驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器,使输出的共模电压幅值相同,方向相反。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括存储的计算机程序;所述计算机程序被处理器执行时,控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1-8任一项所述的方法。
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