[发明专利]飞轮储能电机驱动电路在放电过程中的中点平衡控制方法

说明书

本发明适用于飞轮储能技术领域，提供了一种飞轮储能电机驱动电路在放电过程中的中点平衡控制方法，包括：基于飞轮储能电机的转子位置确定所述驱动电路在当前时刻的导通相XY；在机械能向绕组磁能转换阶段，控制X相下桥臂内开关管和Y相上桥臂内开关管导通；在绕组磁能向电能转换阶段，获取驱动电路在当前时刻的中点电压偏差；根据中点电压偏差的大小确定X相下桥臂内开关管和Y相上桥臂内开关管的关断顺序。通过上述方案，本申请可以在任意导通区间内只有2只功率开关器件产生开关动作，从而减小开关器件的损耗，同时通过监测直流母线终端电压平衡情况控制功率开关器件的关断时序，实现驱动电路中点电压的平衡控制。

技术领域

本发明属于飞轮储能技术领域，尤其涉及一种飞轮储能电机驱动电路在放电过程中的中点平衡控制方法。

背景技术

当前高速飞轮储能系统广泛应用于城市轨道交通系统，实现再生制动能量回收和牵引网压波动平滑。而高速永磁直流无刷电机因具备高效率，高功率因数，控制方法简单的特点，通常作为高速飞轮储能系统的储能驱动电机。

目前，飞轮储能系统为了满足城市轨道交通系统高功率密度和高能量密度的要求，采用了多对极的复合碳纤维高速电机转子方案来提升电机的转速和转矩。但是该方案也会显著提升高速飞轮储能电机的电气基波频率，导致飞轮储能系统稳定性差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种飞轮储能电机驱动电路的中点平衡控制方法，以解决现有技术中高速飞轮储能电机稳定性差的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种飞轮储能电机驱动电路在放电过程中的中点平衡控制方法，其中，驱动电路每个相分别包括上桥臂和下桥臂，且针对每个上桥臂：由上至下依次包括上桥臂外开关管和上桥臂内开关管；针对每个下桥臂：由上至下依次包括下桥臂内开关管和下桥臂外开关管；

所述放电过程包括机械能向绕组磁能转换阶段和绕组磁能向电能转换阶段；

该方法包括：

基于当前时刻飞轮储能电机的转子位置确定所述驱动电路在当前时刻的导通相XY；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下；X表示当前时刻的一个导通相，Y表示当前时刻的另一导通相；

在所述机械能向绕组磁能转换阶段，控制X相下桥臂内开关管和Y相上桥臂内开关管导通；

在所述绕组磁能向电能转换阶段，获取所述驱动电路在当前时刻的中点电压偏差；

根据所述中点电压偏差的大小，确定所述X相下桥臂内开关管和所述Y相上桥臂内开关管的关断顺序。

本发明实施例的第二方面提供了一种飞轮储能电机驱动电路在放电过程中的中点平衡控制装置，其中，驱动电路每个相分别包括上桥臂和下桥臂，且针对每个上桥臂：由上至下依次包括上桥臂外开关管和上桥臂内开关管；针对每个下桥臂：由上至下依次包括下桥臂内开关管和下桥臂外开关管；

所述放电过程包括机械能向绕组磁能转换阶段和绕组磁能向电能转换阶段；

该装置包括：

导通相确定模块，用于基于当前时刻飞轮储能电机的转子位置确定所述驱动电路在当前时刻的导通相XY；所述飞轮储能电机处于两相导通，三相六拍运行模式下；X表示当前时刻的一个导通相，Y表示当前时刻的另一导通相；

第一开关管控制模块，用于在所述机械能向绕组磁能转换阶段，控制X相下桥臂内开关管和Y相上桥臂内开关管导通；

中点电压偏差计算模块，用于在所述绕组磁能向电能转换阶段，获取所述驱动电路在当前时刻的中点电压偏差；

第二开关管控制模块，用于根据所述中点电压偏差的大小，确定所述X相下桥臂内开关管和所述Y相上桥臂内开关管的关断顺序。