[发明专利]一种抑制共模噪声的三相交流电机驱动系统

摘要

本发明公开了一种抑制共模噪声的三相交流电机驱动系统，包括两套三相逆变器、额外负载电路、驱动控制电路、采样反馈电路和两个额外并联桥臂及与其相对应的耦合电感。基于该控制系统，本发明提供了一种共模噪声抑制方法，在实现最大直流母线电压利用率的情况下，降低一般逆变器驱动电机时产生的共模电流和电磁干扰噪声，抑制其对电机绝缘和轴承等部件产生的持续损害的问题，由此解决逆变器驱动三相交流电机的共模噪声的技术问题。本发明可以选择小容量低成本的开关管组成额外桥臂，能够取得降低共模电流和抑制共模噪声，实现保护电机绕组和轴承绝缘，提高系统可靠性的有益效果。

主权项

1.一种抑制共模噪声的三相交流电机驱动系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)通过驱动系统中设计的d轴和q轴电流控制器输出参考电压指令V_d、V_q和采样反馈电路中检测的转子实时角度θ，计算三相正弦电压指令v_a、v_b和v_c；其中V_d为d轴电流控制器输出的参考电压指令，V_q为q轴电流控制器输出的参考电压指令；(2)根据三相正弦电压指令v_a、v_b和v_c，计算共模信号V_cm，其中V_max为v_a、v_b和v_c最大值，V_min为v_a、v_b和v_c最小值；(3)根据三相正弦电压指令v_a、v_b和v_c和所述共模信号V_cm，求空间矢量调制方法的三相电压指令V_a、V_b和V_c：(4)根据空间矢量调制方法的三相电压指令V_a、V_b和V_c，计算额外桥臂的电压指令V_e：V_e＝‑(V_a+V_b+V_c)；(5)将三相电压指令V_a、V_b、V_c和额外桥臂的电压指令V_e与共同的驱动控制电路的两个等幅反相的三角载波作幅值比较；当三相电压指令V_a、V_b、V_c和额外桥臂的电压指令V_e中任一相的电压指令的幅值大于三角载波的幅值时，相应相的驱动控制电路输出高电平的脉宽调制信号指令；当其中任一相的电压指令的幅值小于三角载波的幅值时，相应相输出低电平的脉宽调制信号指令，实现将幅值连续的电压指令变为只有高低电平两种状态的脉宽调制信号；根据所述脉宽调制信号，控制并联三相逆变器和额外并联桥臂动作，同时实现共模噪声抑制；该方法应用的抑制共模噪声的三相交流电机驱动系统包括驱动控制电路、采样反馈电路、两套相同的三相逆变器、两个额外并联桥臂、额外负载电路和四个相同耦合电感；其中：两套三相逆变器所有桥臂并联接于同一个直流母线电源，工作时各相桥臂中点分别通过三个耦合电感连接到外部三相电机，用于输出三相交流电流；两个额外并联桥臂结构均与三相逆变器任一桥臂相同，并联接于相同的直流母线电源，工作时其桥臂中点通过另一耦合电感连接到额外负载电路；所述额外并联桥臂用于输出高频电流，以抵消两套三相逆变器输出的共模噪声；各三相逆变器的桥臂和各额外并联桥臂通过各臂的中点分别连接耦合电感的输入端；所述耦合电感为三端电感，电感线圈中点为输出端，电感线圈两端相连作为输入端，分别接所述并联三相逆变器和额外并联桥臂中点；耦合电感输出端分别外接三相电机各相绕组和额外负载电路，用于将并联桥臂电流合并为一路，送入三相电机和额外负载电路；所述额外负载电路包括一个电阻和一个电感，两者串联；所述电感的电感值与任一相电机绕组电感值相同；所述电阻的电阻值选择500‑5000欧；所述额外负载电路一端接三相电机定子绕组中性点，另一端接额外并联桥臂对应的耦合电感输出端，用于提供高频电流通路；所述采样反馈电路输入端接三相电机电流传感器和转子位置传感器的输出端,输出端与驱动控制电路相连，用于采集电机定子绕组电流和转子位置信息并送入至所述驱动控制电路中，所述驱动控制电路用于控制逆变器各开关管动作。