[发明专利]一种双三相桥并联控制器及其倍频调制方法

说明书

本发明为一种双三相桥并联控制器及其倍频调制方法，涉及电力电子及电力传动领域。本发明设计了一种双三相桥并联控制器，将两个三相桥并联，提高了系统容量，且两个三相桥互为冗余，提高了系统的容错能力。其次，将其中一个三相桥标定为超前三相桥，另一个三相桥标定位滞后三相桥，在此基础上为双三相桥并联控制器开发了倍频调制算法，使两组三相桥交替工作，在不提高单个开关器件开关频率的前提下，将输出的PWM波的频率提高一倍，故可以使输出电流波形谐波含量更少，控制性能更好，且降低了对开关器件均流性能的要求。

技术领域

本发明涉及电力电子及电力传动领域，尤其涉及一种双三相桥并联控制器及其倍频调制方法。

背景技术

永磁同步电机以其高效率、高功率密度、高功率因数、高过载能力等优点被广泛使用在工业、电器、电动汽车以及电推进等领域。

在一些大功率应用场合如电推进应用中，为了降低重量以获得高功率密度，通常采用多对极结构电机以减小轭厚，最终造成电机基频较高，可达1kHz。但受硅基功率器件性能的约束，为降低开关损耗，逆变器开关频率一般设置在10kHz左右。基于以上两种情况，逆变器开关频率与电机频率之比，即载波比常低于10。且在功率较大的工况下，单个三相控制器难以满足功率需求，通常会采用多管并联以增大控制器容量。

载波比较低的工况下，控制器对输出电流的控制性能较差，电流谐波较大，且控制器极易失去对电流的稳定控制。简单的多管并联也无法发挥开关器件的全部性能，且对开关器件的均流性能要求较高。

发明内容

本发明解决大功率高频逆变、高速电机驱动工况下开关频率提升困难以及简单的多管并联难以发挥开关器件全部性能的问题。本发明提出一种双三相桥并联控制器及其倍频调制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种双三相桥并联控制器及其倍频调制方法，其中双三相桥并联控制器包括超前三相桥(1)、滞后三相桥(2)、电流传感器(3)、驱动电路1(4)、驱动电路2(5)、信号调理模块(6)、双通道协调控制器(7)组成。

优选的，超前三相桥(1)由MOS管或IGBT管Q1～Q6组成，滞后三相桥(2)由MOS管或IGBT管Q7～Q12组成。

优选的，超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q1的源极(发射极)、超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q4的漏极(集电极)、滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q7的源极(发射极)、滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q10的漏极(集电极)连在一起并引出输出端A。

优选的，超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q3的源极(发射极)、超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q6的漏极(集电极)、滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q9的源极(发射极)、滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q12的漏极(集电极)连在一起并引出输出端B。

优选的，超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q5的源极(发射极)、超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q2的漏极(集电极)、滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q11的源极(发射极)、滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q8的漏极(集电极)连在一起并引出输出端C。

优选的，超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q1、Q3、Q5与滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q7、Q9、Q11的漏极(集电极)连在一起，并与电源正极相连，超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q2、Q4、Q6与滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q8、Q10、Q12的源极(发射极)连在一起，并与电源负极相连。

优选的，超前三相桥(1)的MOS管或IGBT管Q1～Q6的栅极(基极)与驱动电路1(4)的PWM输出端相连，滞后三相桥(2)的MOS管或IGBT管Q7～Q12的栅极(基极)与驱动电路2(5)的PWM输出端相连。