[发明专利]消除H桥驱动的强耦合双支路电机PWM噪声的方法

说明书

本发明公开了一种消除H桥驱动的强耦合双支路电机PWM噪声的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、构建H桥驱动的强耦合双支路电机电路拓扑；步骤二、改变H桥电压源型逆变器VSI2、VSI4和VSI6的载波相位，使得它们的载波相位与VSI1、VSI3和VSI5的载波相位相差180°。本发明的方法不仅保持了传统电路拓扑动态响应快的优点，还能够有效地消除奇次PWM频率的电磁振动，进而消除奇次PWM频率的高频电磁噪声，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

本发明涉及一种消除H桥驱动的强耦合双支路电机奇次PWM频率噪声的方法，用于H桥驱动的强耦合双支路电机或者电力逆变器。

背景技术

传统的H桥驱动的电机驱动器或者电力逆变器一般采用SPWM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10.0 kHz、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SPWM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。常见的是提高PWM频率和采用LC滤波器两种方法。提高PWM频率会明显增加逆变器的开关损耗，在大功率和对发热有要求的场合并不适用这种方法。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H桥驱动的强耦合双支路电机PWM噪声的方法，利用电机特殊的绕组结构与载波移相相结合，耦合电感放置于H桥与电机之间，用于抑制载波移相带来的过大的奇次PWM 谐波电流。该方法能够有效地消除电机奇次PWM频率的电磁振动和噪声，大幅度减小电力逆变器输出滤波器的体积。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种消除H桥驱动的强耦合双支路电机PWM噪声的方法，包括如下步骤：

步骤一、构建H桥驱动的强耦合双支路电机电路拓扑

所述H桥驱动的强耦合双支路电机电路拓扑包含6个H桥电压源型逆变器VSI1、VSI2、VSI3、VSI4、VSI5和VSI6；强耦合双支路电机M以及三个相同的耦合电感La、Lb、Lc，其中：

6个H桥电压源型逆变器VSI1、VSI2、VSI3、VSI4、VSI5和VSI6并联在同一母线DC_link上；

H桥电压源型逆变器VSI1的输出端A1和耦合电感La的输入端相连，输出端B1和强耦合双支路电机M中的输出端y1相连；

H桥电压源型逆变器VSI2的输出端A2和耦合电感La的输入端相连，输出端B2和强耦合双支路电机M中的输出端y2相连；

H桥电压源型源逆变器VSI3的输出端A3和耦合电感Lb的输入端相连，输出端B3和强耦合双支路电机M中的输出端y3相连；

H桥电压源型逆变器VSI4的输出端A4和耦合电感Lb的输入端相连，输出端B4和强耦合双支路电机M中的输出端y4相连；

H桥电压源型逆变器VSI5的输出端A5和耦合电感Lc的输入端相连，输出端B5和强耦合双支路电机M中的输出端y5相连；

H桥电压源型逆变器VSI6的输出端A6和耦合电感Lc的输入端相连，输出端B6和强耦合双支路电机M中的输出端y6相连；