[发明专利]一种降低六相电动机共模电压的SVPWM控制方法

说明书

本发明提供一种降低六相电动机共模电压的SVPWM控制方法，涉及多相电动机的控制技术领域。该方法利用六相电动机控制中电压矢量冗余的特点，进行降低共模电压SVPWM控制策略的电压矢量选择，在众多的矢量中选择合适的四个有效电压矢量，同时对影响共模电压幅值变化较大的零电压矢量进行处理。本发明提供的一种降低六相电动机共模电压的SVPWM控制方法，在保证谐波没有增加的情况下能在很大程度上降低定子节点处的共模电压。

技术领域

本发明涉及多相电动机的控制技术领域，尤其涉及一种降低六相电动机共模电压的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，即空间矢量脉宽调制)控制方法。

背景技术

电动机已经广泛的应用于生产生活的各个方面，随着人们对产品以及生活质量要求的不断提高，对于作为生活生产工具的电动机有了更高的要求。多相电动机拥有转动脉动小、适用于低压大功率、谐波小、容错性能好、噪声小节约能源等优点越来越受到人们的关注。目前多相电机多用于航空航天、精密医疗器械、军事、船舶舰艇等对电动机的可靠性、控制精度要求较高的领域，不过随着其他行业的兴起，多相电机将会更广泛的进入到人们的生活中，特别是现在的轨道交通和即将普及的电动汽车领域，多相电机肯定会扮演者越来越重要的角色。

在多相电动机的控制方面，通常使用的是直流电源供电，使用控制信号对逆变器的输出脉冲进行控制。在这个过程中，在电动机定子节点上的电压就是各相电压幅值的平均值，以三相电动机为例，节点处的电压为由于控制信号控制开关管作用的矢量不同、通断时间不同，u_a+u_b+u_c不再为0，节点处电压就会一直变化。这样面临的一个矛盾是如果要降低谐波则使用的逆变器的开关管频率就很高，但是会导致定子节点处电压变化快，共模电压增大。如果共模电压达到击穿轴承上的绝缘油膜的程度就会产生轴承电流，减小电动机的寿命，并且这种情况存在于各种电机上。而对于传统的多相电机控制上面临的另一个问题是，采用的方法是相邻最大四矢量控制方法，根据研究发现，这种方法在一个PWM周期内很难实现，而且在一个周期内，定子节点处电压变化多次，如果使用频率较大的变频器就会产生较大的共模电压。而对于传统的以相邻两矢量的多相永磁电动机的控制，谐波平面电压矢量合成电压矢量大，会产生较大的谐波。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种降低六相电动机共模电压的SVPWM控制方法，根据共模电压产生的原理，使节点处共模电压大幅度降低，能够在一个PWM周期内对称实现没有增加谐波。

一种降低六相电动机共模电压的SVPWM控制方法，包括以下步骤：

步骤1：根据对六相同步电动机谐波的分析，将所有电压矢量分成一个含有机电能量转换的αβ基波空间和只有谐波的(z1z2)、(o102)空间；

步骤2：将具有机电能量转换的αβ基波空间分成12个扇区，在每一个扇区内选择四个有效电压矢量，具体选择方法如下：

步骤2.1：在每一个扇区内选择相邻的两个最大电压矢量作为该扇区的第一个电压矢量和第二个电压矢量；

步骤2.2：根据第一个电压矢量和第二个电压矢量作用时两个独立定子节点处电压的变化情况，选择该扇区的第三个电压矢量和第四个电压矢量，具体方法为：

步骤2.2.1：当第一个电压矢量和第二个电压矢量作用时，分析第一个定子节点处共模电压幅值的变化情况，如果在第一个定子节点处共模电压幅值保持不变，则选择出使第一个定子节点处共模电压幅值仍保持不变的电压矢量类型的若干电压矢量，如果第一个定子节点处共模电压幅值发生变化，则按照变化后的共模电压幅值情况选择出使第一个定子节点处共模电压幅值保持为变化后的共模电压幅值的电压矢量类型的若干电压矢量；