一种高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法与流程

文档序号:25435625发布日期:2021-06-11 21:52阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,包括:

s1:根据多相电机绕组的相数计算绕组之间的移相角度,根据多相电机绕组之间的移相角度进行多相电机绕组空间结构设计;根据多相电机绕组之间的移相角度计算多相电机驱动系统变流器调制波移相角度,将得到的多相电机驱动系统变流器调制波移相角度作为多相电机不同变流器之间同相电压实时电角度差值和不同变流器控制系统同相电压调制波实时电角度差值;

s2:根据多相电机同一变流器驱动系统电流实际测量值,分离出基波分量和谐波分量;将参考值“0”与需要抑制的超限值谐波在两相坐标系下分别进行准比例谐振调节,将调节的结果进行3/2坐标变换作为谐波抑制补偿量,然后与基波在旋转坐标系下经过pi调节并进行坐标变换的结果进行叠加,生成变流器驱动系统的调制波;

s3:多相电机变流器桥臂并联数个igbt开关器件,根据开关器件的数量得到载波移相角度,将载波移相角度作为变流器同一桥臂载波之间的电角度差值。

2.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s1中,

多相电机绕组之间的移相角度

多相电机驱动系统变流器调制波移相角度

其中,m为电机相数。

3.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s2中,多相电机同一变流器驱动系统电流实际测量值经过傅里叶分析,分离出基波分量和谐波分量。

4.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s2中,准比例谐振调节是针对每一次需要抑制补偿的谐波电流进行准比例谐振调节,然后将每一次谐波电流的调节结果分别进行3/2坐标变换生成各次谐波电流补偿的三相电压参考值,然后再将所有谐波电流补偿参考电压值与基波电流参考电压值进行叠加。

5.如权利要求4所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,采用准比例谐振调节器进行准比例谐振调节的数学关系传递函数为:

其中,kp为比例系数,kjr为抑制某次谐波的谐振系数,ωjc为抑制某次谐波的截止角频率,ωj为不同谐波对应的谐振频率,ωj=j*ω0,ω0为基波角频率,j为需要抑制的谐波次数;其中j=3、5、…、m、…、n,ω0=dθ1/dt,θ1为电机转子相对于定子a1相绕组实时空间位置角度。

6.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s2中,变流器驱动系统的调制波为基波调制波与需要抑制的各次谐波电压参考值的实时数值的叠加值,其数学表达式为:

ua、b、c=ufa1、fb1、fc1+…+uhma1、hmb1、hmc1+…+uhna1、hnb1、hnc1;

其中,ua、b、c为变流器输出三相电压对应控制信号的三相调制波,ufa1、fb1、fc1为变流器输出三相电压对应基波控制信号的三相调制波,uhma1、hmb1、hmc1为变流器输出三相电压对应m次谐波补偿控制信号的三相调制波,uhna1、hnb1、hnc1为变流器输出三相电压对应n次谐波补偿控制信号的三相调制波。

7.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s3中,载波移相角度γ3=2π/nt,nt为多相电机变流器桥臂并联igbt的个数。

8.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s3中,多相电机变流器桥臂串联有保护电感。

9.如权利要求8所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,保护电感其中,udc为变流器直流母线电压值;ft为三角载波频率;io为变流器输出电流值;nt为桥臂并联igbt个数;kt为电感修正系数,取值范围1~1.5。

10.如权利要求1所述的高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,其特征在于,s3中,载波移相采用spwm生成方法,根据调制波与载波的比较生成桥臂等效的高开关频率电压脉冲波形。


技术总结
本发明公开了一种高速多相永磁同步电机低损耗变流系统谐波抑制方法,属于新能源发电与并网技术领域。首先根据相数通过谐波抑制算法确定多相绕组之间的移相角度,再通过谐波抑制算法模块,抑制电机系统在有源整流与变频调速过程中的谐波分量,再通过傅里叶分析分离出有害谐波数学表达式,建立旋转坐标系下电流模型,通过谐波抑制环节抑制。最后通过三电平主拓扑结构实现主功率器件的等效高开关频率,执行以上谐波抑制算法的驱动控制。本发明能够降低控制系统和主功率器件技术指标要求,抑制多相电机对驱动系统内谐波的不可控放大作用;减少系统谐波造成的发热、噪声、震颤等安全隐患;降低系统损耗,实现多相电机变流器驱动下快速响应与稳定运行。

技术研发人员:郭小江;付明志;申旭辉;孙栩;汤海燕;赵瑞斌;秦猛;李铮;唐巍;刘楠
受保护的技术使用者:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司;华能海上风电科学技术研究有限公司
技术研发日:2021.01.26
技术公布日:2021.06.11
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