本發(fā)明涉及電壓調(diào)制，特別是涉及一種抑制新能源電驅(qū)系統(tǒng)中共模電壓的調(diào)制方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來，新能源技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了逆變器相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)對(duì)逆變器的穩(wěn)定安全運(yùn)行提出了更高的要求。永磁同步電機(jī)（permanent?magnet?synchronousmotor，pmsm）具備體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效節(jié)能等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域，兩電平電壓源逆變器以其可靠性高、技術(shù)成熟、成本低，廣泛應(yīng)用于pmsm的驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)的空間矢量脈寬調(diào)制和非連續(xù)脈寬調(diào)制是兩電平電壓源逆變器的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制方法。然而，傳統(tǒng)的調(diào)制方法會(huì)在新能源電驅(qū)系統(tǒng)中引入較大的共模電壓。

2、共模電壓會(huì)導(dǎo)致許多工程應(yīng)用問題，如電磁干擾、傳感器故障甚至物理損壞等。在新能源電驅(qū)系統(tǒng)中，共模電壓傳遞到電機(jī)將引起軸電流和軸電壓?jiǎn)栴}，軸電流過大將使電機(jī)軸承損壞，軸電壓則會(huì)通過寄生電容傳遞到外部空間中，造成電磁干擾。共模電壓經(jīng)直流母線耦合到電池中，將影響電池內(nèi)部控制器工作以及電壓診斷。

3、目前針對(duì)兩電平逆變器的共模電壓抑制算法主要有：有源零矢量調(diào)制算法、遠(yuǎn)矢量調(diào)制算法和近矢量調(diào)制算法。有源零矢量調(diào)制算法可以有效減小共模電壓幅值，并且其線性調(diào)制區(qū)沒有受到約束，但是其會(huì)導(dǎo)致較大的電流諧波，并且在考慮死區(qū)效應(yīng)時(shí)，存在共模電壓尖峰和過大的線電壓變化率等問題。遠(yuǎn)矢量調(diào)制算法和近矢量調(diào)制算法雖然能減小共模電壓，但是其調(diào)制范圍相比傳統(tǒng)空間矢量調(diào)制受到限制，并且同樣伴隨較大電流畸變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種抑制新能源電驅(qū)系統(tǒng)中共模電壓的調(diào)制方法及設(shè)備，能夠在抑制共模電壓的同時(shí)減小電流諧波，消除傳統(tǒng)調(diào)制算法帶來的共模電壓尖峰和線電壓突變。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案。

3、一種抑制新能源電驅(qū)系統(tǒng)中共模電壓的調(diào)制方法，包括：

4、獲取參考電壓矢量，并根據(jù)參考電壓矢量的相角確定參考電壓矢量所處的扇區(qū)；所述參考電壓矢量由三相參考電壓經(jīng)坐標(biāo)變換得到；所述三相參考電壓由直流電壓經(jīng)逆變器逆變得到；

5、基于抑制共模電壓調(diào)制算法，根據(jù)參考電壓矢量所處的扇區(qū)確定用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量；

6、基于伏秒平衡原理，確定四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間關(guān)于參考電壓矢量的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

7、基于諧波磁鏈最小化原則，根據(jù)四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間關(guān)于參考電壓矢量的數(shù)學(xué)表達(dá)式建立作用時(shí)間優(yōu)化模型；

8、對(duì)作用時(shí)間優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間；

9、根據(jù)四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間計(jì)算共模注入電壓，并將共模注入電壓與三相參考電壓相加，得到調(diào)制波；

10、根據(jù)參考電壓矢量所處的扇區(qū)確定三相載波，并將三相載波與調(diào)制波相比較，產(chǎn)生pwm脈沖；所述pwm脈沖用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

11、可選地，參考電壓矢量與三相參考電壓的坐標(biāo)變換公式為：

12、；

13、其中，為參考電壓矢量的軸分量，為參考電壓矢量的軸分量，為a相參考電壓，為b相參考電壓，為c相參考電壓。

14、可選地，基于抑制共模電壓調(diào)制算法，根據(jù)參考電壓矢量所處的扇區(qū)確定用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量，具體包括：

15、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s1扇區(qū)時(shí)，用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量分別為v6、v1、v2和v3，四個(gè)非零電壓矢量的作用順序?yàn)関6-v1-v2-v3-v2-v1-v6；

16、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s2扇區(qū)時(shí)，用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量分別為v1、v2、v3和v4，四個(gè)非零電壓矢量的作用順序?yàn)関1-v2-v3-v4-v3-v2-v1；

17、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s3扇區(qū)時(shí)，用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量分別為v2、v3、v4和v5，四個(gè)非零電壓矢量的作用順序?yàn)関2-v3-v4-v5-v4-v3-v2；

18、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s4扇區(qū)時(shí)，用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量分別為v3、v4、v5和v6，四個(gè)非零電壓矢量的作用順序?yàn)関3-v4-v5-v6-v5-v4-v3；

19、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s5扇區(qū)時(shí)，用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量分別為v4、v5、v6和v1，四個(gè)非零電壓矢量的作用順序?yàn)関4-v5-v6-v1-v6-v5-v4；

20、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s6扇區(qū)時(shí)，用于合成參考電壓矢量的四個(gè)非零電壓矢量分別為v5、v6、v1和v2，四個(gè)非零電壓矢量的作用順序?yàn)関5-v6-v1-v2-v1-v6-v5。

21、可選地，四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間關(guān)于參考電壓矢量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

22、；

23、；

24、其中，為參考電壓矢量，為開關(guān)周期，為非零電壓矢量的作用時(shí)間，為非零電壓矢量的作用時(shí)間，為非零電壓矢量的作用時(shí)間，為非零電壓矢量的作用時(shí)間，、、和的取值均為1至6。

25、可選地，所述作用時(shí)間優(yōu)化模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，優(yōu)化目標(biāo)為在約束條件的約束下使目標(biāo)函數(shù)取得最小值；

26、目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

27、；

28、；

29、；

30、；

31、；

32、其中，為目標(biāo)函數(shù)值，和均為中間參數(shù)，為常數(shù)，為非零電壓矢量作用的占空比，為參考電壓矢量，為參考電壓矢量轉(zhuǎn)換至第一扇區(qū)后的軸分量，為參考電壓矢量轉(zhuǎn)換至第一扇區(qū)后的軸分量，為參考電壓矢量的相角，為參考電壓矢量所處的扇區(qū)編號(hào)；

33、約束條件的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

34、；

35、其中，為非零電壓矢量作用的占空比，為非零電壓矢量的序號(hào)，為非零電壓矢量允許的最小占空比，、、和的取值均為1至6。

36、可選地，根據(jù)四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間計(jì)算共模注入電壓，具體包括：

37、根據(jù)四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間計(jì)算平均共模電壓；

38、根據(jù)平均共模電壓和參考電壓矢量所處的扇區(qū)確定共模注入電壓。

39、可選地，所述平均共模電壓的計(jì)算公式為：

40、；

41、其中，為平均共模電壓，為直流電壓，為非零電壓矢量作用的占空比，為非零電壓矢量作用的占空比，為非零電壓矢量作用的占空比，為非零電壓矢量作用的占空比為參考電壓矢量轉(zhuǎn)換至第一扇區(qū)后的軸分量，為參考電壓矢量轉(zhuǎn)換至第一扇區(qū)后的軸分量，、、和的取值均為1至6。

42、可選地，根據(jù)平均共模電壓和參考電壓矢量所處的扇區(qū)確定共模注入電壓，具體包括：

43、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s1扇區(qū)時(shí)，共模注入電壓為；

44、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s2扇區(qū)時(shí)，共模注入電壓為；

45、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s3扇區(qū)時(shí)，共模注入電壓為；

46、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s4扇區(qū)時(shí)，共模注入電壓為；

47、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s5扇區(qū)時(shí)，共模注入電壓為；

48、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s6扇區(qū)時(shí)，共模注入電壓為。

49、可選地，根據(jù)參考電壓矢量所處的扇區(qū)確定三相載波，具體包括：

50、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s1扇區(qū)時(shí)，三相載波分別為、和；

51、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s2扇區(qū)時(shí)，三相載波分別為、和；

52、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s3扇區(qū)時(shí)，三相載波分別為、和；

53、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s4扇區(qū)時(shí)，三相載波分別為、和；

54、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s5扇區(qū)時(shí)，三相載波分別為、和；

55、當(dāng)參考電壓矢量所處的扇區(qū)為s6扇區(qū)時(shí)，三相載波分別為、和。

56、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)所述的抑制新能源電驅(qū)系統(tǒng)中共模電壓的調(diào)制方法。

57、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

58、本發(fā)明提供的抑制新能源電驅(qū)系統(tǒng)中共模電壓的調(diào)制方法，使用四個(gè)非零電壓矢量來合成參考電壓矢量，消除了使用零矢量所帶來的較大的共模電壓，根據(jù)四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間關(guān)于參考電壓矢量的數(shù)學(xué)表達(dá)式建立作用時(shí)間優(yōu)化模型并進(jìn)行求解，最優(yōu)分配了四個(gè)非零電壓矢量的作用時(shí)間，消除了共模電壓尖峰，避免了過大的線電壓變化率，并且最小化了電流諧波。此外，本發(fā)明提供的抑制新能源電驅(qū)系統(tǒng)中共模電壓的調(diào)制方法可在線優(yōu)化，可基于載波實(shí)現(xiàn)，無需改變硬件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。