[发明专利]一种多相带悬浮电容电机驱动拓扑的控制方法

说明书

本发明公开了一种多相带悬浮电容电机驱动拓扑的控制方法，包括：对电源侧主逆变器进行转子磁链定向的矢量控制，驱动多相开绕组电机运行；基于预设调制比范围和悬浮电容电压实时值，独立控制悬浮电容侧辅逆变器通过多相电机绕组获取主逆变器输出的部分有功功率，同时独立控制辅逆变器补偿输出无功功率；使得主逆变器仅输出有功功率且实现根据实际运行工况而悬浮电容电压变化可控。本发明结合电源侧特点与电容侧的两大控制核心(电容电压可控与无功功率补偿)，采取主逆变器转矩磁链解耦和辅逆变器有功无功解耦的混合方式，保证电容侧辅逆变器的工作状态稳定并最大程度的发挥其无功补偿的优势，有效降低悬浮电容侧逆变器的开关损耗，提升系统效率。

技术领域

本发明属于电机控制领域，更具体地，涉及一种多相带悬浮电容电机驱动拓扑的控制方法。

背景技术

由于化石能源带来的全球性的能源危机及不可忽视的环境污染等问题，清洁能源的发展利用成为了能源行业的核心问题。但各种形式的能源并不能直接拿来使用，电能则是所有清洁能源如风能、潮汐能等最适宜转化的一类能源形式，因此可再生能源发电行业的迅速发展促进了以消耗电能为主的电力牵引、传动技术的研究。

然而经过许多年的发展，传统的电机理论与电力拖动控制技术已经不再能满足日益变高的工业需求，新型电机、驱动拓扑结构及其对应的控制策略在研究中不断被发现提出。得益于现代电力电子技术的发展，变频调速技术在电力传动领域已经较为成熟，以逆变器为首的一系列电力电子变换器的推广使用使得传动系统打破了三相供电系统的固有限制，为电机的多相化发展提供了有力支撑；新提出的开绕组电机(Open-End WindingMachine,OEWM)则是在不改变传统电机本体电磁机械结构设计的基础上，仅将定子绕组中性点打开再接入变换器而成。

基于电机多相化后的高可靠、高冗余性及绕组中性点打开后开绕组双变换器的高灵活性、高电压利用率等优点，多相开绕组电机成为了近年来受到广泛研究的新型电机。按照供电方式的不同，其驱动拓扑结构可分为三类：一类是由两个隔离的直流电源供电，一类为单直流电源共直流母线供电，一类则是直流电源与电容混合供电。

上述三种结构中，与单电源共直流母线拓扑(单电源共直流母线拓扑成本低、体积小、但缺点是存在零序电流影响电机性能)相比，双电源分立直流母线拓扑采用隔离电源，电机绕组两侧逆变器之间不存在零序回路，从而没有零序电流在绕组中流通；但该拓扑成本高、系统体积大。与前两类拓扑结构相比，第三类既不存在零序回路，同时只需要一个直流电源，硬件成本和系统体积较低。但是，该拓扑的缺点在于悬浮电容侧直流电压需要专门实时控制，增加了控制策略中的约束条件。

发明内容

本发明提供一种多相带悬浮电容电机驱动拓扑的控制方法，用以解决现有三相带悬浮电容电机驱动拓扑控制方法因控制维度少且悬浮电容需要特定约束条件加以实时控制而导致在多相场景下无法应用的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多相带悬浮电容电机驱动拓扑的控制方法，包括：

S1、对电源侧主逆变器进行转子磁链定向的矢量控制，驱动多相开绕组电机运行；

S2、基于预设调制比范围和悬浮电容电压实时值，控制悬浮电容侧辅逆变器通过多相电机绕组获取主逆变器输出的部分有功功率，同时控制辅逆变器补偿输出无功功率；通过所述有功功率和所述无功功率之间的独立控制，使得主逆变器仅输出有功功率，且实现根据实际运行工况而悬浮电容电压变化可控，实现多相带悬浮电容电机驱动拓扑的控制。