寧波諾丁漢大學張曉晨獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉寧波諾丁漢大學申請的專利一種降低共模電壓的電機系統及其濾波器參數確定方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115313963B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210987663.1,技術領域涉及:H02P27/06;該發明授權一種降低共模電壓的電機系統及其濾波器參數確定方法是由張曉晨;張靜;顧春陽;李靜;趙偉鐸;王志強設計研發完成,并于2022-08-17向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種降低共模電壓的電機系統及其濾波器參數確定方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種降低共模電壓的電機系統及其濾波器參數確定方法,電機系統包括M相電壓源逆變器以及M相永磁同步電機,M相永磁同步電機包括M個濾波器支路以及M個電機支路,所述M個濾波器支路的輸入端分別對應與M相電壓源逆變器的每一相連接,M個濾波器支路的輸出端分別與其位于同一相繞組中的電機支路的輸入端連接,每個電機支路的輸出端相互連接在一起,所述M相永磁同步電機還包括M個無源支路,每個濾波器支路的輸出端與電機支路的輸入端的連接處均通過引出抽頭來連接一個無源支路的輸入端,該結構可以通過集成共模電壓濾波器濾除共模電壓的同時,減輕了整體系統的體積,從而提升了系統的功能密度、使用壽命以及可靠性。
本發明授權一種降低共模電壓的電機系統及其濾波器參數確定方法在權利要求書中公布了:1.一種降低共模電壓的永磁同步電機系統的濾波器參數確定方法,其特征在于:所述的電機系統包括系統本體,所述系統本體包括M相電壓源逆變器以及與M相電壓源逆變器連接的M相永磁同步電機,所述M相永磁同步電機的每一相中的繞組均被分為兩部分,其中一部分繞組作為濾波器支路,另外一部分繞組作為電機支路,即M相永磁同步電機包括M個濾波器支路以及M個電機支路,所述M個濾波器支路的輸入端分別對應與M相電壓源逆變器的每一相連接,M個濾波器支路的輸出端分別與其位于同一相繞組中的電機支路的輸入端連接,每個電機支路的輸出端相互連接在一起,所述M相永磁同步電機還包括M個無源支路,每個濾波器支路的輸出端與電機支路的輸入端的連接處均通過引出抽頭來連接一個無源支路的輸入端,M個無源支路的輸出端同時連接到M相逆變器的直流母線中點上,所述無源支路包括電阻Rf以及與電阻Rf串聯的電容Cf;該方法包括下列步驟: S1、三相永磁同步電機包括A相繞組、B相繞組以及C相繞組,采用測量的方式測出三相永磁同步電機中的每相繞組的電感值L和電阻值R,將永磁同步電機的A相繞組、B相繞組以及C相繞組均按照r1:r2的比例劃分成兩部分,其中一部分用于構成濾波器支路,其中另一部分用于構成電機支路,得到A相濾波器支路、B相濾波器支路以及C相濾波器支路,還得到A相電機支路、B相電機支路以及C相電機支路; S2、根據所述的永磁同步電機系統來構建一個三相高頻等效電路,在所述三相高頻等效電路中,每相濾波器支路的等效阻抗Z1=sL×r1+R×r1,每相電機支路的等效阻抗Z2=sL×r2+R×r2,對應的無源支路的等效阻抗Zf=sCf+Rf,其中,s表示頻域分析中的符號,Cf表示無源支路中電容Cf的電容值,Rf表示無源支路中電阻Rf的電阻值; S3、針對步驟S2得到的三相高頻等效電路,計算出其電機中性點N到地之間的電壓差vN1,其中,vcom1表示所述三相高頻等效電路的共模電壓值,vN1=vfa-vam=vfb-vbm=vfc-vcm,vma,vmb,vmc分別表示三相永磁同步電機的每一相電機支路繞組的電壓壓降,vfa,vfb,vfc分別表示三個濾波器支路的輸出端的電壓;將所述三相高頻等效電路中的無源支路忽略,計算出忽略了無源支路后的三相高頻等電路中的電機中性點N到地之間的電壓差vN2,其中,vcom2表示所述三相高頻等效電路忽略了無源支路后的共模電壓值,vA,vB,vC分別表示忽略了無源支路后的三相永磁同步電機的每一相繞組的輸入端的線電壓; S4、針對步驟S2得到的三相高頻等效電路,由三相電壓源逆變器包括A相電壓源、B相電壓源以及C相電壓源;設定只有A相電壓源在工作,B相電壓源和C相電壓源處于短路狀態,在這種情況下計算出vfa在僅有A相電壓源供電時的電壓傳遞函數TF1;設定只有B相電壓源在工作,A相電壓源和C相電壓源處于短路狀態,在這種情況下計算出vfa在僅有B相電壓源供電時的電壓傳遞函數TF2;設定只有C相電壓源在工作,A相電壓源和B相電壓源處于短路狀態,在這種情況下計算出vfa在僅有C相電壓源供電時的電壓傳遞函數TF3;同理,分別計算出vfb和vfc的電壓傳遞函數; S5、根據步驟S4得到的電壓傳遞函數,求出三相高頻等效電路中A相濾波器支路的輸出端的電壓vfa為:vfa=vfa1+vfa2+vfa3=TF1×vA+TF2×vB+TF3×vC;其中,vfa1表示僅有A相電壓源供電時A相濾波器支路的輸出端的電壓,vfa2表示僅有B相電壓源供電時A相濾波器支路的輸出端的電壓,vfa3表示僅有C相電壓源供電時A相濾波器支路的輸出端的電壓;同理,求出三相高頻等效電路中B相濾波器支路的輸出端的電壓vfb為:vfb=vfb1+vfb2+vfb3=TF2×vA+TF1×vB+TF3×vC;其中,vfb1表示僅有A相電壓源供電時B相濾波器支路的輸出端的電壓,vfb2表示僅有B相電壓源供電時B相濾波器支路的輸出端的電壓,vfb3表示僅有C相電壓源供電時B相濾波器支路的輸出端的電壓;同理,求出三相高頻等效電路中C相濾波器支路的輸出端的電壓vfc為:vfc=vfc1+vfc2+vfc3=TF2×vA+TF3×vB+TF1×vC;其中,vfc1表示僅有A相電壓源供電時C相濾波器支路的輸出端的電壓,vfc2表示僅有B相電壓源供電時C相濾波器支路的輸出端的電壓,vfc3表示僅有C相電壓源供電時C相濾波器支路的輸出端的電壓; S6、根據得到的共模電壓值vcom1和共模電壓值vcom2,計算兩個共模電壓值之間的比值,即vcom1vcom2,所述比值表示在不同頻率下的共模電壓相較于電機輸入端的輸入電壓的衰減,根據該比值得出在選定頻率下共模電壓的衰減與無源之路上的電阻Rf、電容Cf的選型關系,當vcom1vcom2達到最小值時,無源之路上的電阻Rf和電容Cf的組合為最優解;其中,
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