[发明专利]用于高压大功率三相异步电机的六半桥SVPWM控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压大功率三相异步电机变频调速技术领域，尤其涉及一种能扩大电压输出范围无死区的SVPWM控制方法。

背景技术

电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术具有电压利用率高，开关次数少，抑制谐波特性好等特点，已被广泛应用于高压大功率异步电机交流变频调速系统。传统的三半桥SVPWM技术，最大输出相电压基波幅值输出范围为直流母线电压E的倍，每个开关管所承受的电压应力为直流母线电压E。

一般三相异步电机功率等级达到几个千瓦以上时为了供电方便，定子三相绕组中点内部不直接短接而是将每相绕组的两个端子都引出，即总共有6个供电端子。基于大功率异步电机有以上特点，受制于电力电子开关器件耐压能力的限制，为提高异步电机的供电电压传统方案是用两个采用SVPWM技术的三半桥变频器串联后给异步电机供电。异步电机每相绕组两端分别跨接于两个三半桥变频器中输出电压相位互差π电角度的两个半桥。通过两个变频器的级联使得异步电机的供电电压范围提高一倍，最大输出相电压基波幅值约为直流母线电压E的倍。但是，这样供电的缺点是可靠性差，两个变频器需要协同工作，两变频器输出电压相位必须严格互差π电角度，一旦某个变频器没能正常工作，直接导致异步电机不能正常工作。另外，这两个变频器每个半桥上下开关管的工作方式是互补导通，这样不可避免的要引入死区。由于死区时间的加入，必定会导致输出电压谐波含量增多，而且会使输出电压有一定的跌落。虽然也有很多学者提出死区补偿方案，但不可能彻底解决死区带来的影响，同时必定会使控制更加复杂化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服传统用于高压大功率三相异步电机供电模式及采用的三半桥SVPWM技术的不足，提供一种能扩大电压输出范围无死区的六半桥SVPWM控制方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于高压大功率三相异步电机的六半桥SVPWM控制方法，所使用的变频器由直流电源或电容与6个半桥并联构成，将6半桥分成两组，在一个周期（2π电角度）内划分6个正弦参考电压，相位依次相差π/3电角度，幅值与频率彼此相等，每个正弦参考电压各作为六桥臂中某一桥臂的参考电压；每组半桥的三个参考电压幅值与频率相等，相位互差2π/3电角度；将6个半桥中参考电压相位互差π电角度的两半桥的输出电压差构成一相输出电压，进而得到三相输出电压；变频器每一相的两个供电端子分别接于三相异步电机定子各相绕组两端，分别对这两组半桥作传统3半桥不加死区电压空间矢量调制，得到对应各开关管的调制信号，所得的调制信号经过基于优化前后对应每个开关周期内输出平均电压相等为原则的无死区优化过程，并在各相输出电流换向处加入一个死区时间得到最终各开关管的调制信号。

本发明中，该控制方法包括以下步骤：