[发明专利]基于多元宇宙优化的MPUC逆变器选择性谐波消除方法

权利要求书

1.一种基于多元宇宙优化的MPUC逆变器选择性谐波消除方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、分析三相五电平MPUC逆变器的开关状态，利用不同的电源电压幅值与不同的调制控制配合产生不同的输出电压波形，使用1、3、5、7、8状态来触发MPUC逆变器；

步骤2、对三相五电平MPUC逆变器供电感应电机的转矩脉动特性进行分析；对比分析选择性消除不同次电源谐波对电机转矩脉动影响；

步骤3、采用多元宇宙优化算法通过探索和开采两个过程对空间进行搜索探测，以求解选择性谐波消除脉宽调制SHEPWM的开关角，从而实现三相五电平MPUC逆变器的选择性谐波消除。

2.根据权利要求1所述的一种基于多元宇宙优化的MPUC逆变器选择性谐波消除方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、确定三相五电平MPUC逆变器供电感应电机的异步转矩；

三相五电平MPUC逆变器供电感应电机中气隙谐波磁通和转子谐波电流次数相同时，受电磁作用的相互影响供电感应电机会产生异步转矩，如下公式所示：

T_n,1＝C_Tφ_nI_2ncosψ_2n (1)

其中，T_n,1为供电感应电机产生的异步转矩，为转矩常数，m₁为电机相数，p为电机磁极对数，N₂为转子每相匝数，k_w2为基波转子绕组系数；φ_n为n次时间谐波产生的定子磁通量；ψ_2n为由φ_n产生的电动势与转子谐波电流I_2n的相位差；

异步转矩的方向取决于高次时间谐波次数，当谐波次数n＝6k+1时，k为自然数，异步转矩的方向与转速同向；当n＝6k′-1时，k′为不等于0的自然数，异步转矩的方向与转速相反；

步骤2.2、确定三相五电平MPUC逆变器供电感应电机的脉动转矩；

电机的脉动转矩是由电机气隙中不同频率的电流和磁通相互作用产生的；由于谐波次数的不确定性，因此各组电流与磁通产生的脉动转矩也不同，其中最重要的脉动转矩是由定子基波磁通与转子谐波电流产生的，如下公式所示：

T_n＝2C_TφI_2ncos[(n±1)ωt-ψ_1,2n] (2)

其中，T_n为定子基波磁通与n次转子谐波电流产生的脉动转矩，φ为基波磁通，ψ_1,2n为基波电动势与转子电流的相位差，ω为转子电流角频率，t为时间；

由公式(2)，在三相五电平MPUC逆变器供电感应电机中，5次、7次谐波产生的脉动转矩的频率均为6f，f为三相五电平MPUC逆变器输出的基波频率，且方向相反，即f-(-5f)＝6f和f-7f＝-6f；同理，11次、13次谐波产生的脉动转矩的频率均为12f，即f-(-11f)＝12f和f-13f＝-12f；进而得到任意次转子谐波电流与基波磁通场所产生的脉动转矩，即主要脉动转矩源为6倍基波频率，因而电机的瞬时脉动转矩如下公式所示：

T_(em)(t)＝T₀+T₆cos6ωt+T₁₂cos12ωt……T_6ncos6nωt (3)

其中，T_(em)(t)为电机的瞬时脉动转矩，T₀为瞬时脉动转矩基波幅值、T_6n为6n次谐波产生的脉动转矩，n不等于0。