[发明专利]光伏直驱空调永磁电机的同步空间矢量调制方法及系统

说明书

本发明公开了一种光伏直驱空调永磁电机的同步空间矢量调制方法、系统、介质及设备，此方法包括步骤：永磁同步电机由异步调制启动，运行至第一预设频率时，切换到高分频的同步调制；经过一系列同步调制分频切换，降低分频数，最终以低分频的方式运行至最高频率；在降频时，经过一系列同步调制分频切换，升高分频数；运行至第二预设频率时，永磁同步电机由同步调制切换至异步调制，停机。本发明具有在低开关频率闭环控制时的稳定性高等优点。

技术领域

本发明主要涉及空调技术领域，特指一种光伏直驱空调永磁电机的同步空间矢量调制方法、系统、介质和设备。

背景技术

大型中央空调冷水机组，特别是永磁同步变频离心式水冷机组，其最大功率可上兆瓦，其中的机载换流器具有电流大，体积小的特点。由于功率器件开关损耗和机组散热条件原因，换流器的最高开关频率受到限制。另一方面，离心机最高运行频率会达到450Hz以上，开关频率与调制基波之间的载波比将变得很小，如果继续单纯采用异步调制策略进行控制，在电机高频率运行(频率越高，功率也相对越大)情况下，不仅会造成电机电流谐波变大，还会进一步影响机组的稳定运行。为了避免异步调制在低载波比情况下输出波形的严重不对称，电流谐波大等问题，在这种条件下通常会采用同步调制策略，不仅可以解决输出波形不对称(电流谐波也可以改善)，还能降低开关频率，提高机组效率。

同步调制主要有三类：1、中间60°同步调制，其特点是：算法简单、易于实现，在工业应用中有广泛应用；但该方法存在输出电压低次含量高、谐波性能差、电机转矩脉动大等缺点。2、特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)，能够实现对基波电压的准确控制，提高直流母线电压利用率，还能实现对特定次谐波的消除、减小谐波电流对电机影响，但实现上比较困难。3、同步空间矢量调制(同步SVPWM)，空间矢量调制的同步调制，继承了空间矢量调制方法的电压利用率高、转矩脉动等优点，但输出电压的基波幅值与电压指令存在偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种采用同步调制来实现有效的低开关频率稳定控制的光伏直驱空调永磁电机的同步空间矢量调制方法、系统、介质和设备。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种光伏直驱空调永磁电机的同步空间矢量调制方法，包括：

永磁同步电机由异步调制启动，运行至第一预设频率时，切换到高分频的同步调制；

经过一系列同步调制分频切换，降低分频数，最终以低分频的方式运行至最高频率；

在降频时，经过一系列同步调制分频切换，升高分频数；

运行至第二预设频率时，永磁同步电机由同步调制切换至异步调制，停机。

作为上述技术方案的进一步改进：

降频时的分频切换点对应的频率小于升频时分频切换点对应的频率，以避免在切换点附近反复出现分频切换。

在同步调制中，采用固定载波的方式实现相对角度的开关切换。

开关切换的具体过程为：采用两个比较器CMPA和CMPB，每个载波周期可进行两次开关切换；在每个EPWM的周期中得到当前角度为θ，后续的角度为θ1和θ2；根据当前的开关角序列，检查在θ1和θ2中是否存在开关角，若存在开关角，则通过开关角计算CMPA或CAMB的比较器值实现开关切换。

在同步调制时，在获取到输入电压矢量后，根据所需的矢量组合设置零矢量分布系数计算占空比，然后在生成同步调制切换角的时候，再考虑矢量组合的极性。

对于任意两个基本矢量和零矢量的组合，按矢量开始极性和零矢量分布系数，一共有六种组合序列表达。

通过同步SVPWM的传统空间策略与同步SVPWM基本母线钳位策略之间的组合实现各种矢量的组合。