[发明专利]一种磁链谐波最小化脉宽调制方法

权利要求书

1.一种磁链谐波最小化脉宽调制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：不考虑逆变器供电，假设电机由三相理想正弦波电压供电，将三相理想正弦波电压用电压矢量的形式来表示，得到三相理想正弦波电压供电时的参考电压矢量u_{s_ref}，在忽略定子电阻的影响的情况下，得到三相理想正弦波电压供电时对应的电机定子磁链矢量ψ_{s_ref}与三相理想正弦波电压供电时的参考电压矢量u_{s_ref}之间的关系；

步骤2：在同样的基波电压幅值U_m下，由逆变器供电的牵引电机定子电压由一系列电压脉冲组成，得到逆变器的桥臂输出电压，通过逆变器的桥臂输出电压确定逆变器供电时的电压矢量u_{s_inv}，得到逆变器供电时对应的电机定子磁链矢量ψ_{s_inv}；

假设逆变器输出电压开关角个数为N，则每个电压基波周期内有P＝2N+1个脉冲，每个扇区内所包含的电压矢量个数为P；由于逆变器输出电压波形的对称性，每个扇区内的磁链轨迹相同，计算时仅需计算一个扇区的定子磁链矢量；

对于N个开关角，且0α₁α₂…α_Nπ/2，输出电压在整个范围内变化时，输出电压有N+1种形式，分别对应N+1种开关角的分布方式；根据开关角的不同分布方式，确定每一种输出电压形式下，一个扇区的定子磁链矢量中的每个电压矢量的取值；

N个开关角对应N+1种电压输出形式，每种输出电压形式下每个扇区包含P＝2N+1个电压矢量，得到每个电压矢量的作用时间t_i；

将一个扇区的定子磁链矢量中的每个电压矢量的取值、每个电压矢量的作用时间t_i带入一个扇区的定子磁链矢量得到逆变器供电时牵引电机在一个扇区内的定子磁链矢量；

步骤3：根据步骤2得到的逆变器供电时牵引电机在一个扇区内的定子磁链矢量ψ_{s_inv}，结合步骤1中的三相理想正弦波电压供电时对应的电机定子磁链矢量ψ_{s_ref}，得到一个扇区内的电机定子磁链谐波矢量ψ_sh，根据一个扇区内的电机定子磁链谐波矢量ψ_sh得到一个扇区内的电机定子磁链谐波的有效值ψ_{h_rms}，ψ_{h_rms}为关于开关角的函数；利用一个扇区内的电机定子磁链谐波的有效值ψ_{h_rms}，在基波电压幅值U_m下求取使磁链谐波有效值ψ_{h_rms}最小的开关角的值，得到基波电压幅值U_m下对应的最优开关角的曲线。

2.如权利要求1所述的磁链谐波最小化脉宽调制方法，其特征在于，步骤1所述三相理想正弦波电压如公式(1)所示：

式中，u_A，u_B，u_C分别是A,B,C三相电压，U_m为基波电压幅值，ω为电压角频率；

步骤1所述的三相理想正弦波电压用电压矢量的形式来表示，如公式(2)所示：

式中，u_{s_ref}为三相理想正弦波电压供电时的参考电压矢量，e^j2π/3＝cos(2π/3)+jsin(2π/3),e^j4π/3＝cos(4π/3)+jsin(4π/3)，j为虚数单位。

3.如权利要求2所述的磁链谐波最小化脉宽调制方法，其特征在于，步骤1所述的三相理想正弦波电压供电时对应的电机定子磁链矢量ψ_{s_ref}与三相理想正弦波电压供电时的参考电压矢量u_{s_ref}之间的关系如公式(3)所示：

ψ_{s_ref}＝∫u_{s_ref}dt (3)。