[发明专利]一种消除双三相电机PWM频率噪声的驱动拓扑

说明书

本发明公开了一种消除双三相电机PWM频率噪声的驱动拓扑，所述驱动拓扑包含两个相同的电压源逆变器VSI1和VSI2、一个双三相电机M以及三个相同的耦合电感La、Lb、Lc。本发明利用耦合电感将三相电机驱动器或者三相电力逆变器输出相电压中的PWM频率谐波消除。本发明提供的新型拓扑不仅保持了传统电路拓扑动态相应快的优点，还能够有效地降低PWM频率的电压、电流谐波，消除电机PWM频率的电磁振动，大幅度减小电力逆变器的输出滤波器的体积，具有极高的应用价值与经济价值。

技术领域

本发明涉及一种双三相电机驱动拓扑，具体涉及一种消除PWM频率噪声的驱动拓扑，用于三相电机驱动器或者三相电力逆变器。

背景技术

传统的电机驱动器或者电力逆变器一般采用SVPWM策略对母线电压进行调制，从而得到三相交流电压。其产生的相电压中含有大量的谐波，其中的谐波主要集中在PWM频率以及其整数倍频率附近。例如，当PWM频率为10.0 kHz时，其相电压谐波主要集中于10.0kHz、20.0 kHz、30.0 kHz、40.0 kHz附近。相电压输入电机会产生相应的电流，电流会在电机上激发出对应频率的振动与噪声。当PWM频率在10.0 kHz附近时，采用SVPWM策略会使得电机产生人耳可闻的噪声。

现有的电机系统或者并网逆变器一般不具备PWM噪声抑制能力。常见的方法是提高PWM频率和采用LC滤波器。提高PWM频率会明显增加逆变器的开关损耗，这种方法在大功率和对发热有要求的场合并不适用。采用传统LC滤波器消除PWM频率的噪声，主要存在以下三个缺点：

（1）LC滤波器的电感需要通过电机的额定电流。为了防止电感饱和，电感铁心的体积巨大。这样，使得LC滤波器的重量与成本大幅度增加。

（2）LC滤波器的引入也使得电机控制系统的阶数升高，电机电流的控制特性变差，系统的动态性能降低。

（3）LC滤波器本身的电感与电容会给增加线路的阻抗，使得系统的损耗增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种消除双三相电机PWM频率噪声的驱动拓扑，利用耦合电感将三相电机驱动器或者三相电力逆变器输出相电压中的PWM频率谐波消除。本发明能够有效地消除电机PWM频率的电磁振动，大幅度减小三相电力逆变器输出滤波器的体积，具有极高的应用价值与经济价值。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种消除双三相电机PWM频率噪声的驱动拓扑，包含两个相同的电压源逆变器VSI1和VSI2、一个双三相电机M以及三个相同的耦合电感La、Lb、Lc，其中：

所述耦合电感La、Lb、Lc均由铁芯、两个匝数相同的第一线圈和第二线圈构成，同一铁芯上缠绕两个匝数相同的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈的缠绕方向相反；

所述电压源逆变器VSI1和电压源逆变器VSI2并联在同一母线DC_link上；

所述电压源逆变器VSI1的输出端A1和耦合电感La第一线圈的输入端相连，B1和耦合电感Lb第一线圈的输入端相连，C1和耦合电感Lc第一线圈的输入端相连；

所述电压源逆变器VSI2的输出端A2和耦合电感La第二线圈的输入端相连，B2和耦合电感Lb第二线圈的输入端相连，C2和耦合电感Lc第二线圈的输入端相连；

所述La第一线圈的输出端和双三相电机M中的输入端x1相连，Lb第一线圈的输出端和双三相电机M中的输入端y1相连，Lc第一线圈的输出端和双三相电机M中的输入端z1相连；

所述La第二线圈的输出端和双三相电机M中的输入端x2相连，Lb第二线圈的输出端和双三相电机M中的输入端y2相连，Lc第二线圈的输出端和双三相电机M中的输入端z2相连。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：