[发明专利]一种背靠背电流源型电机驱动系统直流母线电流纹波抑制方法

权利要求书

1.一种背靠背电流源型电机驱动系统直流母线电流纹波抑制方法，其特征在于：

该方法位于三相永磁同步电机侧的电机定子绕组端口，由电流源型逆变器馈电；电流源型逆变器三相输出端接三个电容滤波；电流源型逆变器直流侧两端分别与两个直流母线电感串联；

电流源型整流器直流侧两端分别与两个直流母线电感串联；电流源型整流器三相输入端接三个电容滤波；电流源型整流器三相输入端接入三相电网；

直流母线电感)电流由电流源型整流器控制；电网侧输入功率因数角由电流源型整流器控制；三相永磁同步电机转速由电流源型逆变器控制；

所述电流源型整流器的控制方法包括以下步骤：

1)与电流源型整流器并联的滤波电容电压V_gabc经过锁相环PLL得到电网相位角θ_g和角速度ω_g，电网相位角θ_g和电容电压V_gabc经过坐标变换得到滤波电容的电容电压d轴分量V_gd和q轴分量V_gq；

2)滤波电容的电容电压d轴分量V_gd和q轴分量U_gq经过低通滤波器得到电容电压的稳态分量，根据电网频率的角速度计算得到滤波电容的稳态电流i_gcd和i_gcq；

3)无功功率的给定Q_{g_ref}除以-1.5V_gd得到q轴电流的给定i_{gq_ref}，i_{gq_ref}加上电容q电流补偿得到q轴电流最终给定；

4)由逆变器得到的母线电流给定I_{dc_ref}和实际母线电流经过PI环节得到d轴电流给定i_{gd_ref}，i_{gd_ref}减去电容d电流补偿得到d轴电流最终给定；

5)d轴和q轴电流的最终电流的给定经过笛卡尔坐标系转换成极坐标系后得到直流电流的给定I_{dc_ref}和电流源型整流器的触发延迟角θ_dcr；

6)直流电流的给定I_{dc_ref}与实际电流值i_dc经过除法运算得到电流源型整流器的调制度m_r；电流源型整流器的触发延迟角θ_dcr加上电网相位角θ_g得到电流源整流器SVM的角度θ_r，电流源SVM的周期T_s由周期更新模块得到；

所述电流源型逆变器的控制方法包括以下步骤：

1)滤波电容的电容电压V_labc和电角度θ_e经过坐标变换得到滤波电容的电容电压d轴分量V_ld和q轴分量V_lq；

2)滤波电容的电容电压d轴分量V_ld和q轴分量V_lq经过低通滤波器得到电容电压的稳态分量V_ldl和V_lql，电角度θ_e经过微分后得到电机的电角速度ω_e，计算得到滤波电容的稳态电流i_lcd和i_lcq；

3)给定转速n_{l_ref}和实际转速n之间的误差经过PI控制器得到q轴电流的给定i_{lq_ref}，采用零d轴电流的控制方案，d轴电流的给定i_{ld_ref}为零；

4)电容电压的d轴分量V_ld和q轴分量V_lq经过高通滤波器得到电容电压的高频分量V_lqh和V_lqh，高频分量乘以一个虚拟电阻系数k_pv得到虚拟电流的值，虚拟电阻用于消耗电机绕组电流的五七次谐波；

5)d轴和q轴电流的给定i_{ld_ref}和i_{lq_ref}补偿上电容的稳态电流i_lcd和i_lcq和虚拟电阻电流得到最终电流的给定，笛卡尔坐标系转换成极坐标系后得到直流电流的给定I_{dc_ref}和电流源型逆变器的触发延迟角α；

6)电流源型逆变器的调制度m_i固定，电流源型逆变器的触发延迟角α加上实际电机电角度θ_e得到SVM模块参考矢量的角度，利用调制度，角度以及周期更新模块得到的T_s生成电流源型逆变器的六路开关脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种背靠背电流源型电机驱动系统直流母线电流纹波抑制方法，其特征在于：该方法的开关频率的更新方法包括以下步骤：

1)根据电流源型整流器和电流源型逆变器SVM的调制度和角度，由公式(1)和公式(2)计算得到电流源型整流器三个矢量的作用时间t_r0，t_r1，t_r2和电流源型逆变器三个矢量的作用时间t_i0，t_i1，t_i2；

2)根据公式(3)，公式(4)以及不同时期的开关状态得到电流源型整流器的直流侧电压v_rd和电流源型逆变器的直流侧电压v_id；

v_id＝(S_i1-S_i4)v_ia+(S_i3-S_i6)v_ib+(S_i5-S_i2)v_ic (3)

v_rd＝(S_r1-S_r4)v_ra+(S_r3-S_r6)v_rb+(S_r5-S_r2)v_rc (4)

3)根据公式(5)计算得到直流母线纹波的峰峰值I_rip，根据公式(6)可以计算得到开关周期的更新值T_s。