[发明专利]一种非对称六相交流电机共模噪声的抑制方法和系统

说明书

本发明公开了一种非对称六相交流电机共模噪声的抑制方法和系统，通过将传统对称的正弦脉宽调制算法(Sinusoidal PWM，简称SPWM)下的六相脉宽调制信号进行实时的移相，使驱动非对称六相交流电机的两套三相逆变器输出幅值相反的共模电压，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，从而抑制非对称六相电机产生的共模噪声；同时，本发明的控制方法和系统不需要增加硬件，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，提高了系统可靠性。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，更具体地，涉及一种非对称六相交流电机共模噪声的抑制方法和系统。

背景技术

相比三相交流电机，非对称六相电机由于相数增加，可以实现电机容量的增加；同时非对称六相电机可以消除三相电机中因5、7次谐波引起的转矩脉动，减小电机的转矩脉动；另外非对称六相电机具有更多的控制自由度，可实现电机在缺相和故障下的容错运行，提高系统的可靠性。基于以上特点，非对称六相交流电机广泛应用于舰船电力推进、航空航天和电动汽车等大功率与高可靠性要求的领域。

由于电机驱动系统的变频调速功能由脉宽调制技术结合逆变器的高速开关实现，使电机的绕组中性点存在以高频脉冲序列为特征的共模电压。共模电压通过电机绕组与机壳或者轴承之间的杂散电容和电机接地产生高频的共模电流，使得系统的电磁干扰噪声增加，同时会对电机轴承等部件形成持续的损害，进而缩短了电机的使用寿命，是电机驱动中的主要问题之一。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种非对称六相交流电机共模噪声的抑制方法，旨在解决非对称六相交流电机由于存在共模电压，造成系统电磁干扰噪声增加，电机部件受到持续损害，进而导致电机使用寿命缩短的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种非对称六相交流电机共模噪声的抑制方法，包括以下步骤：

(1)采集转子位置角θ、直流电压信号V_dc以及驱动非对称六相交流电机的驱动电流i_abc、i_uvw；

(2)根据所述转子位置角θ和所述驱动电流i_abc、i_uvw，获得静止坐标系下第一三相逆变器各相参考电压V_abc和第二三相逆变器各相参考电压V_uvw；

(3)根据所述第一三相逆变器各相参考电压V_abc、第二三相逆变器各相参考电压V_uvw和所述直流电压信号V_dc，获得所述第一三相逆变器各相初始脉宽调制信号G_abc和所述第二三相逆变器各相初始脉宽调制信号G_uvw；

(4)根据所述转子位置角θ所处的区间，分别对所述第一三相逆变器各相初始脉宽调制信号G_abc和所述第二三相逆变器各相初始脉宽调制信号G_uvw进行移相，获得使所述第一三相逆变器和所述第二三相逆变器输出幅值相反共模电压的目标脉冲调制信号PWM1-6；其中PWM1-3用于控制所述第一三相逆变器开关管，PWM4-6用于控制所述第二三相逆变器开关管。

进一步地，所述步骤(4)中所述区间的划分方法为：

比较所述第一三相逆变器各相初始脉宽调制信号G_abc的占空比大小，得到最大、最小占空比分别为d_{abc_max}和d_{abc_min}；

比较所述第二三相逆变器各相初始脉宽调制信号G_uvw的占空比大小，得到最大、最小占空比分别为d_{uvw_max}和d_{uvw_min}；