[发明专利]一种交流电机低纹波驱动方法

说明书

本发明公开了一种交流电机低纹波驱动方法，采用的功率拓扑结构包含高频功率开关、高频二级管、高频直流滤波电感、六个低频功率开关串联六个低频二极管以及三个交流滤波电容组成，并对交流电机转子位置、速度、定子电流以及前级电感电流进行检测。控制时，通过高频功率开关高频斩波控制电流幅值，通过低频功率开关调节电流相位。本发明中，高频功率开关高频斩波，有助于降低电流纹波，减小电感体积；直流滤波电感使得无需通过大电容实现稳压；低频功率开关的采用有利于系统成本与开关损耗的降低；交流滤波电容提高了电流谐波性能，且减小了高dv/dt带来的不良影响；恒定调制比的后级控制方案便于各种调制策略的应用。

技术领域

本发明涉及一种交流电机低纹波驱动方法，属于电力传动技术领域。

背景技术

传统的交流电力传动系统通常由通用或专用变频器直接驱动交流电机，而传统变频器性能有限，难以满足更高性能场合的电机驱动，主要存在以下几点问题：一方面，传统变频器输出电流谐波大，进一步造成定转子损耗增大，形成严重的发热，且会导致转矩脉动加剧，增加电机控制难度；另一方面，传统变频器输出端dv/dt很高，存在严重的电磁干扰，进一步对损坏电机绝缘与轴承，降低了系统可靠性。

现有解决方案均具有一定缺陷或局限性，简单阐述如下：

（1）优化调制策略，普遍存在最优开关角求解困难或算法复杂的不足；

（2）采用RLC滤波器避免低电磁常数影响，除电阻损耗外，还存在较高的电感高频交流铁损；

（3）采用高频开关器件，却无法忽略高成本与电磁干扰问题；

（4）改进拓扑结构，包含多电平逆变，两级式电压型逆变拓扑与电流型逆变拓扑，均存在适用场合有限的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术所阐述的缺陷，提供一种交流电机低纹波驱动方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种交流电机低纹波驱动方法，设置驱动模块以驱动交流电机，所述驱动模块包含高频功率开关、高频直流滤波电感、高频二级管、逆变器、以及第一至第三交流滤波电容；所述逆变器包含第一至第六低频功率开关以及第一至第六低频二极管；

所述高频功率开关一端和外界直流电压源的正极相连，另一端分别和所述高频二极管的负极、高频直流滤波电感的一端相连；所述高频直流滤波电感的另一端分别和所述第一低频功率开关的一端、第三低频功率开关的一端、第五低频功率开关的一端相连；所述第一低频功率开关的另一端、第三低频功率开关的另一端、第五低频功率开关的另一端分别和所述第一低频二极管的正极、第三低频二极管的正极、第五低频二极管的正极一一对应相连；

所述高频二极管的正极分别和外界直流电压源的负极、第二低频二极管的负极、第四低频二极管的负极、第六低频二极管的负极相连；所述第二低频二极管的正极、第四低频二极管的正极、第六低频二极管的正极分别和所述第二低频功率开关的一端、第四低频功率开关的一端、第六低频功率开关的一端一一对应相连；

所述第二低频功率开关的另一端分别和所述第一低频二极管的负极、第一交流滤波电容的一端、交流电机的A相输入端相连；

所述第四低频功率开关的另一端分别和所述第三低频二极管的负极、第二交流滤波电容的一端、交流电机的B相输入端相连；

所述第六低频功率开关的另一端分别和所述第五低频二极管的负极、第三交流滤波电容的一端、交流电机的C相输入端相连；

所述第二交流滤波电容的另一端分别和所述第一交流滤波电容的另一端、第三交流滤波电容的另一端相连；

所述驱动模块的驱动方法如下：