[发明专利]双三相永磁同步电机的双平面多维SVPWM方法

说明书

本发明公开了一种双三相永磁同步电机双平面多维SVPWM方法，基于矢量空间解耦模型，通过矢量合成的方法，分别在α‑β子平面和z₁‑z₂子平面构建虚拟矢量，构建的虚拟矢量在另外一个子平面的电压矢量幅值为零，因此采用虚拟矢量可以实现对α‑β子平面和z₁‑z₂子平面参考电压矢量的独立控制，即可以实现双三相电机双平面四维电流矢量控制，更好地抑制了以5次和7次谐波为主的谐波电流，并实现了对六相逆变器死区效应等非线性因素的补偿；更符合实际中多相电机多维矢量控制中谐波子平面的参考电压并不为零的情况。本发明与常用二维电流矢量控制方法相比，明显降低了谐波电流。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种双三相永磁同步电机的双平面多维SVPWM方法。

背景技术

相比与传统的三相电机系统，多相电机驱动系统具有诸如转矩脉动小、容错能力强、可靠性高、低电压大功率输出等优点；在众多不同类型的多相电机系统中，由60°相带角三相电机裂相后得到的不对称六相电机(相移30°双三相电机)由于转矩脉动更小而具有更大的应用优势。双三相永磁同步电机将多相电机技术应用于永磁同步电机，使得双三相永磁同步电机同时具有永磁同步电机和多相电机的优点。脉宽调制(PWM)策略是多相电机驱动系统的重点研究之一，主要包含空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)；其中：SVPWM算法凭借其更高的直流母线电压利用率、控制简单、更小的转速脉动及电流畸变等优点而被广泛应用于三相和多相电机系统中。对于双三相电机系统而言，已有文献对SVPWM策略的研究大多将谐波子平面的给定参考电压设定为零，即对z₁-z₂谐波子平面的电流进行开环控制，此时只对基波子平面电流进行控制，即二维电流矢量控制。对于二维电流矢量控制而言，受逆变器死区效应等非线性因素影响，相电压中含有5、7次谐波，与z₁-z₂谐波子平面上的低阻抗相作用会产生很大的电流谐波。而实际的多相电机多维矢量控制中谐波子平面的参考电压并不为零。

发明内容

本发明的目的是提供一种双三相永磁同步电机的双平面多维SVPWM方法，解决了现有技术中存在的实际多相电机多维矢量控制中谐波子平面的参考电压并不为零时SVPWM策略造成电流谐波较大的问题。

本发明所采用的技术方案是，双三相永磁同步电机的双平面多维SVPWM方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、绘制六相逆变器在α-β与z₁-z₂子平面的电压矢量；

步骤2、选取α-β子平面上两个相邻的大矢量和在同一方向上的两个中矢量作为四个基本电压矢量，根据各个基本矢量的占空比及在各个轴上的投影求解线性方程组实现四矢量方法；定义α-β子平面同一方向上的大矢量和中矢量合成的新矢量为虚拟矢量v_-virtual，绘制六相逆变器在α-β子平面的虚拟矢量，并将α-β子平面划分为序号为0～11共12个面积相等的扇区；

步骤3、根据虚拟矢量，以第0扇区为例，绘制六相逆变器在α-β子平面的四矢量SVPWM简化计算方法图，求出各虚拟矢量的占空比及其所含基本电压矢量的占空比，绘制当给定电压矢量V^*＝[0.4U_dc 0 0 0]^T时的PWM波形图；

步骤4、定义z₁-z₂子平面上由同一方向的大、中矢量所合成的新型电压矢量为虚拟矢量v_z-virtual，绘制六相逆变器在z₁-z₂子平面的虚拟矢量；