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一種混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置及方法與流程

文檔序號:40551543發(fā)布日期:2025-01-03 11:11閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于,所述控制裝置包括永磁同步電機模塊、矢量控制模塊、擴展卡爾曼濾波算法模塊、零序分量模塊以及混合電平逆變器;

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述轉(zhuǎn)速控制子模塊包括轉(zhuǎn)速比較子單元、轉(zhuǎn)速pi調(diào)節(jié)器;

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述電流控制子模塊包括電流比較子單元、電流pi調(diào)節(jié)器;

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述坐標(biāo)變換子模塊分為三個不同形式的坐標(biāo)變換,形式一將電機的三相電流和三相電壓信號由自然坐標(biāo)系變換到靜止坐標(biāo)系,用于擴展卡爾曼濾波算法模塊的計算,形式二將靜止坐標(biāo)系的電流值變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,用于電流比較子單元的輸入,形式三將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電壓值變換到靜止坐標(biāo)系,用于正弦脈寬調(diào)制子模塊的輸入。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述混合電平逆變器與所述永磁同步電機連接,用于控制所述永磁同步電機的正常運行,混合電平逆變器右側(cè)共有10個igbt功率元件構(gòu)成,前兩個橋臂均由4個igbt功率元件構(gòu)成,呈現(xiàn)“t”型連接,第三橋臂由2個igbt功率元件構(gòu)成,呈“1”字型連接,左側(cè)由直流電源以及兩個電容值完全相等的電解電容與右側(cè)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述正弦脈寬調(diào)制子模塊中包括一個坐標(biāo)變換子模塊以及一種針對所述混合電平逆變器的脈寬調(diào)制算法,坐標(biāo)變換子模塊形式為將靜止坐標(biāo)系的電壓值轉(zhuǎn)換到自然坐標(biāo)系,注入零序分量后得到三相調(diào)制信號,針對所述混合電平逆變器的脈寬調(diào)制算法要求調(diào)制信號前兩相不變,將第三相調(diào)制信號平移。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述零序分量模塊與正弦脈寬調(diào)制子模塊相連接,由于混合電平逆變器結(jié)構(gòu)的特殊性,零序分量模塊的輸出受到前兩個橋臂的電流以及調(diào)制電壓的影響,所述零序分量模塊用于對所述混合電平逆變器的中點電壓進行平衡。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置,其特征在于:所述混合電平逆變器包括第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂,所述永磁同步電機的三相繞組包括第一端子、第二端子以及第三端子;

9.一種控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述獲取永磁同步電機的實際速度、磁極位置的方法包括:

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述混合電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三相t型逆變器主電路由10個igbt功率元件構(gòu)成,第一橋臂和第二橋臂均有4個功率開關(guān)管,每個橋臂的4個功率開關(guān)管呈現(xiàn)“t”字型連接,第三橋臂有2個功率開關(guān)管,第一橋臂、第二橋臂和第三橋臂分別連接電機的u相、v相和w相,三個橋臂連接和兩個電容值完全相等的電解電容連接;


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及永磁同步電機技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種混合電平永磁同步電機驅(qū)動裝置及方法。所述控制裝置包括永磁同步電機模塊、矢量控制模塊、擴展卡爾曼濾波算法模塊、零序分量模塊以及混合電平逆變器,永磁同步電機模塊用作礦山牽引車的驅(qū)動,矢量控制模塊通過控制電機的速度和電流來達(dá)到控制永磁同步電機的目的,擴展卡爾曼濾波算法模塊主要替代傳統(tǒng)的硬件式速度傳感器,零序分量模塊實現(xiàn)對混合電平逆變器直流側(cè)的上下電容的電壓值進行控制,混合電平逆變器與永磁同步電機連接,用于控制永磁同步電機的正常運行。本發(fā)明降低了逆變器的制造成本,提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

技術(shù)研發(fā)人員:劉振,林海,張博健,呂浩,管毅,涂文聰,周熙煒,李龍春
受保護的技術(shù)使用者:陜西航空電氣有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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