[发明专利]一种用于提升永磁同步电机效率和功率的方法、装置及存储介质

说明书

本发明提供一种用于提升永磁同步电机效率和功率的方法、装置及存储介质，包括：1，采用过调制方法提高电机定子侧电压；2，开关频率切换；3，根据转速判断采用的调制方式，当n≥THD1时,执行步骤5，当n≤THD2时，执行步骤4；4，通过SVPWM模块计算出三相电压的占空比，执行SVPWM调制；5，执行TSPWM调制，抑制共模电压。本发明在不同转速下采用TSPWM和SVPWM的相结合的调制方式，这样既减小逆变器损耗，提升系统效率又保证整个系统的控制性能不受影响；同时为提高恒压区的转矩输出能力，提高逆变器的最大输出电压，采用可适用于不同调制方式的过调制方法，提高了整车的高速运行性能，保证电机的瞬时过载能力。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制技术领域。

背景技术

永磁同步电机具有高功率密度、高效率、高转距电流比、高可靠性等特点,在军民两用装备及生产领域应用广泛,特别是电动汽车领域也对电机系统的动态响应速度、转矩脉动以及稳态误差等关键性能提出了更高的要求。

考虑到开关管损耗、谐波畸变率、直流侧电压利用率等参数指标对电机系统的影响，如何才能使系统性能在多方面得以提升进而达到了综合最优的效果有重大的意义。

专利文献CN110707974A公开了一种永磁同步电机驱动系统最小损耗控制方法，针对永磁同步电机考虑逆变器损耗，其采用DPWM的调制策略代替SVPWM调制策略。该方法存在的问题是：没有考虑低速段采用DPWM调制策略会导致电流谐波增大，甚至会会引起转矩波动的问题。

专利文献CN201910769066.X公开了用于电动汽车电机逆变器的PWM调制方法，并在此基础了开发了NZPWM的过调制策略，提高母线电压的利用率，也提升系统的输出功率。存在的问题是其过调制策略不具有通用性，对于其他的调制方式TSPWM、SVPWM不适用。

发明内容

本发明提供一种用于提升永磁同步电机效率和功率的方法、装置及存储介质，针对如何提升电机系统的工作效率，在不同转速下采用TSPWM和SVPWM的相结合的调制方式，这样既减小逆变器损耗，提升系统效率又保证整个系统的控制性能不受影响；为提高恒压区的转矩输出能力，提高逆变器的最大输出电压，采用可适用于不同调制方式的过调制方法，提高整车的高速运行性能，保证电机的瞬时过载能力。

本发明的技术方案如下：

一种用于提升永磁同步电机效率和功率的方法，其包括如下步骤：

步骤1，采用过调制方法对参考输入电压U_α、U_β进行调制，提高电机定子侧电压。此处过调制的目的就是提高母线电压的利用率。

步骤2，开关频率切换。

步骤3，根据转速n判断采用哪种调制方式，当n≥TBD1时,执行步骤5，当n≤TBD2时，执行步骤4。

步骤4，通过SVPWM模块计算出三相电压的占空比，执行SVPWM调制。

步骤5，执行TSPWM调制，抑制共模电压。

发明以上技术方案的详细内容如下：

参见图4的电机控制器系统，为使PMSM能在基速以上运行，需采取弱磁控制，但会降低电机的输出转矩，电机的输出转矩与电机定子侧电压有关。在逆变器输入电压一定的条件下，要提高电机的转矩大小，需要采用过调制方法来提高电机定子侧电压。本发明方案中，定义调制系数MI为相电压的基波幅值与矩形波模式时相电压基波幅值的比值：其中，U是相电压的基波幅值u_dc是直流母线电压，矩形波模式时的相电压基波幅值。