一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法

技术特征：
1.一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、电压参考矢量合成确定，包括筛选零共模电压矢量、简化零共模电压矢量、合成无谐波零共模电压矢量和利用无谐波零共模电压矢量合成参考电压矢量；s2、根据瞬时共模电压抑制要求、最小开关次数和单周期内无pn跳变优化，对两相组变流器的电压矢量序列进行重构；s3、根据电压矢量序列生成相应的变流器开关序列。2.根据权利要求1所述的一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，其特征在于，所述s1中筛选零共模电压矢量的约束条件为：u
cm
为系统的广义总共模电压，u
cm1
和u
cm2
为各相组的子共模电压，u
im
为第i相相对于直流母线中点m的输出电压。3.根据权利要求2所述的一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，其特征在于，所述s1中参考电压矢量三步合成法的定义为：1)、从电压矢量中筛选出零共模电压矢量；2)、进一步简化矢量，并用两个初始零共模电压矢量合成一个无谐波矢量；3)、利用合成的无谐波零共模电压矢量合成参考电压矢量。4.根据权利要求3所述的一种两相三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，其特征在于，所述初始零共模电压的具体简化标准为：保证高电压利用率；保留一定小矢量以保证直流母线中点电压平衡的控制；电压矢量应易于在x-y子空间中合成无谐波矢量；避免单相电压在p电平与n电平之间进行跳变。5.根据权利要求1所述的一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，其特征在于，所述s2中变流器的电压矢量序列进行重构的方法为：不对初始电压矢量进行拆分，保留各初始零共模电压矢量完整性以保证瞬时共模电压抑制效果，仅对各初始零共模电压矢量的作用顺序进行排序。6.根据权利要求1所述的一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，其特征在于，所述三电平变流系统包括：编码器，安装在两相组交流永磁电机的输出轴上，用于检测电机转子位置；转速计算模块，其输入端接收角度位置信息，输出转速；速度闭环pi调节器，其输入端接转速与转速参考值，根据两者差值产生转矩参考值；d轴电流pi调节器，其输入端接d轴电流参考值和反馈值，根据控制误差产生d轴电压参考值；q轴电流pi调节器，其输入端接q轴电流参考值和反馈值，根据控制误差产生q轴电压参考值；坐标旋转变换模块，其输入端接dq轴电流或αβ轴电流信号，对dq轴电流进行逆旋转变换后输出αβ轴电流信号，或对αβ轴电流进行旋转变换后输出dq轴电流信号；
矢量空间解耦(vsd)逆矩阵，其输入端接αβ轴和xy轴电流信号，对αβ轴和xy轴电流进行vsd逆逆变换，获得a相、b相、c相、d相、e相和f相参考电压；六相坐标变换模块，其输入端接abc三相参考电压和def三相参考电压，对输入的六相参考电压进行坐标变换获得极坐标系下参考电压矢量幅值和相位；中点电位平衡模块，其输入端接abcdef六相定子电流、直流母线中点电位采样值和直流母线中点电位参考值，根据各相电流计算不同小矢量对于母线中点电位的作用效果，然后根据直流母线中点电位采样值选择相应的小矢量进行作用；空间矢量调制(svm)模块，其输入端接abc三相绕组和def三相绕组参考电压矢量的幅值和相位，根据vsd-svm调制原理，得到合成参考电压矢量所需要的零共模电压无谐波矢量，然后分解得到相应的初始零共模电压矢量及其作用时间；矢量排序模块，其输入端接空间矢量调制模块输出的初始零共模电压矢量及其作用时间，得到各相开关器件动作的相应时刻；vsd解耦矩阵，其输入端接abcdef六相定子电流，根据vsd解耦矩阵输出相应的αβ轴和xy轴电流信号。

技术总结
本发明涉及电力电子技术领域，具体的是一种两相组三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法，通过协同优化两组三相变流器的运行模式和开关序列，实现了在宽调制比范围和宽功率因数范围内电机驱动系统共模电压的有效抑制；通过对开关序列进一步优化，避免了有限电压矢量下可能存在的正电平P和负电平N跳变。针对系统共模电压均值，本发明采用零共模电压矢量，有效抑制了共模电压的均值，针对共模电压瞬时值，本发明优化了开关序列，有效抑制了共模电压瞬时值。因此，本发明公开的基于两相组交流永磁电机三电平变流系统共模电压抑制优化调制方法有助于抑制系统的共模电压，有助于提高驱动系统的功率密度，稳定性和可靠性。稳定性和可靠性。稳定性和可靠性。


技术研发人员：王政 孙宇幸
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/6/21