[发明专利]一种抑制单相充电二次功率谐波的控制方法及电机控制器

权利要求书

1.一种抑制单相充电二次功率谐波的控制方法，用于控制箝位型三电平变换器，其特征在于，所述箝位型三电平变换器的中性点与正输入端之间、或者中性点与负输入端之间设置有低压电容，正、负输入端之间连接有高压电池，当所述高压电池连接的充电机单相并网时，方法包括：

S1，根据所述箝位型三电平变换器输出侧电机转子的d轴位置角控制所述箝位型三电平变换器各桥臂中点电位对应的中间开关管，以将与所述d轴位置角对应相的电机绕组连接至所述低压电容；

S2，根据充电机单相并网时所述高压电池施加在所述低压电容两端的电压中二次功率谐波的幅值和相位，计算在所述低压电容两端产生与所述二次功率谐波幅值相同且相位相反的谐波信号时所需的低压电容电压指令值；

其中，所述S2中基于所述二次功率谐波的相位计算所述低压电容电压指令值中的相位；所述低压电容电压指令值中的幅值为所述低压电容的平均电压指令u_av和二次交变电压指令Δu之和，所述平均电压指令u_av和二次交变电压指令Δu分别为：

其中，k为大于等于1的自定义系数，P_g为所述二次功率谐波的幅值，I_Cmax为所述低压电容的最大电流幅值，ω为电网的角频率，C为所述低压电容的电容值；

S3，根据所述低压电容电压指令值计算其他各相电机绕组的相电压指令，并根据所述相电压指令分别控制所述其他各相电机绕组连接的桥臂中的上开关管和下开关管，以在所述低压电容两端产生所述谐波信号。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S1包括：控制所述d轴位置角对应相的电机绕组连接桥臂的中点电位所对应的中间开关管导通，并控制其他各相电机绕组连接桥臂的中点电位所对应的中间开关管关断。

3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述电机为三相电机，当所述d轴位置角位于[-30°，30°]或[150°，210°]时，所述对应相的电机绕组为A相电机绕组；当所述d轴位置角位于[90°，150°]或[-90°，-30°]时，所述对应相的电机绕组为B相电机绕组；否则，所述对应相的电机绕组为C相电机绕组。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S3中根据所述低压电容电压指令值计算其他各相电机绕组的相电压指令包括：

S31，根据所述低压电容电压指令值与所述低压电容两端电压之间的误差计算低压电容电流指令值；

S32，根据所述低压电容电流指令值计算电机的dq轴电流信号；

S33，根据所述dq轴电流信号与dq轴电流指令之间的误差计算其他各相电机绕组的相电压指令。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述S31包括：对所述低压电容电压指令值与所述低压电容两端电压之间的误差进行比例-积分-谐振调节，以得到所述低压电容电流指令值。

6.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述S33包括：对所述dq轴电流信号与dq轴电流指令之间的误差进行比例-积分-谐振调节，以得到dq轴电压指令，对所述dq轴电压指令进行坐标逆变换以得到所述其他各相电机绕组的相电压指令。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述箝位型三电平变换器用于驱动输出侧的电机时，所述方法还包括：

利用电机控制算法和载波层叠调制算法控制所述箝位型三电平变换器中各开关管，以调节所述箝位型三电平变换器的输出电压和所述电机的转速或转矩。

8.一种抑制单相充电二次功率谐波的电机控制器，其特征在于，包括：

箝位型三电平变换器，包括m个箝位型三电平桥臂，所述箝位型三电平桥臂的交流接口与m相交流电机的驱动接口一一对应连接，m≥3；所述箝位型三电平变换器的中性点与正输入端之间、或者中性点与负输入端之间设置有低压电容，正、负输入端之间连接有高压电池，所述高压电池还连接有充电机；

控制器，用于执行如权利要求1-7任一项所述的抑制单相充电二次功率谐波的控制方法，以控制各所述箝位型三电平桥臂的开关管。

9.如权利要求8所述的电机控制器，其特征在于，所述箝位型三电平变换器的正、负输入端之间设置有高压电容；所述高压电容的额定电压不小于高压电池电压，所述低压电容的额定电压不小于高压电池电压的一半。