[发明专利]永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器及控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，包括连接电网单相整流电路单元和连接永磁同步电机的三相逆变器，其特征是：还包括由第一电感(L1)、第二电感(L2)，薄膜电容(C1)，第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)和第一开关管(S1)、第二开关管(S2)组成的有源功率缓冲电路；单相整流电路单元的输出正极与第一电感(L1)的一端连接、输出负极同时与第七二极管(D7)的阳极、第二开关管(S2)的源极、薄膜电容(C1)的负极、三相逆变桥的输入负极连接；第二开关管(S2)的漏极与第二电感(L2)的一端、第六二极管(D6)的阳极连接，第七二极管(D7)的阴极与第二电感(L2)的另一端连接，同时与第一开关管(S1)的源极连接；第一开关管(S1)的漏极与第一电感(L1)的另一端、第五二极管(D5)的阳极连接，第五二极管(D5)的阴极和薄膜电容(C1)的正极连接，同时与第六二极管(D6)的阴极、三相逆变器的输入正极连接。

2.根据权利要求1所述永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，其特征是：薄膜电容的容值P_M为电机输入功率，ω为电网的角频率，U_{c_max}、U_{c_min}分别是单相整流电路单元输出的最高、最低工作电压。

3.根据权利要求1所述永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，其特征是：当第一开关管(S1)和第二开关管(S2)导通时，第一电感(L1)两端电压U_L1＝U_{g_max}-U_L2，U_{g_max}、U_L2分别为电网峰值电压、第二电感(L2)两端电压；当第一开关管(S1)和第二开关管(S2)闭合时，第一电感(L1)两端电压U_L1＝U_c-U_{g_max}，U_c是薄膜电容的电压。

4.根据权利要求1所述永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，其特征是：第一电感(L1)和第二电感(L2)感抗值之和U_{g_max}为电网峰值电压，D_max为第一开关管(S1)和第二开关管(S2)的最大占空比，ΔI为电流滞环宽度，f_sw为第一开关管(S1)和第二开关管(S2)的工作频率。

5.一种如权利要求1所述永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：通过对第一开关管(S1)、第二开关管(S2)的导通、关断实现电网电流跟踪电网电压变化；采用有源功率缓冲电路吸收电网脉动功率。

6.根据权利要求5所述永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：当电网输出电流i_g与设定参考电流之差小于-ΔI，第一开关管(S1)和第二开关管(S2)导通，薄膜电容通过三相逆变器给电机提供能量，直至电网输出电流i_g大于时结束，ΔI为电流滞环宽度；当电网输出电流i_g大于时，第一开关管(S1)和第二开关管(S2)关断，电网、第一电感(L1)串联给电机提供能量，第二电感(L2)经第六二极管(D6)、第七二极管(D7)将剩余的能量存储在薄膜电容中，直至电网输出电流i_g小于时结束。

7.根据权利要求5所述永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：当电网输出功率P_g大于电机输入功率P_M时，导通第一开关管(S1)和第二开关管(S2)，实现对电网输出功率P_g的存储，薄膜电容通过三相逆变器给电机提供能量，关断第一开关管(S1)和第二开关管(S2)，电网和第一电感(L1)为电机提供能量；当电网输出功率P_g小于电机输入功率P_M时，导通第一开关管(S1)和第二开关管(S2)，薄膜电容通过三相逆变器给电机提供能量，关断第一开关管(S1)和第二开关管(S2)，第二电感(L2)和薄膜电容为电机提供能量。