一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要 的波形。
[0030] 如图2所示，现有技术中采用正弦电流控制的电流波形随转子位置0的变化关系 如下公式所示：
[0031] i( 9 ) =Imsin(p9 ) (1)
[0032] 在现有的正弦电流控制下加入三次谐波电流后，得到新的电流波形随转子位置0 的变化关系如下公式所示：
[0033] i( 0 ) =Ia[sin(p0 )+asin(3p0 ) ] (2)
[0034] 并且
[0035] 0 = ?rt (3)
[0036] 其中，0为转子转速 '与时间t的函数；Im为正弦波电流控制下的相电流的幅 值；a为注入三次谐波电流的幅值，Ia为正弦波电流加三次谐波电流叠加控制下的相电流的 幅值；为保持正弦电流与正弦+三次谐波电流的幅值恒定，Ia取决于注入三次谐波幅值a的 大小。
[0037] 因此
[0038]i(t) =Ipin(p?rt)+I3sin(3p?rt) (4)
[0039] 1:和I3分别为相电流的基波与三次谐波分量。
[0040] 当高于三次谐波的反电势忽略时，其图4的波形可以表达为：
[0041] e( 0 ) =EiSin(p?rt) +E3sin(3p?rt) (5)
[0042] 其中，EJPE3分别为反电势的基波与三次谐波分量
[0043] 由此可得，双三相电机的电磁转矩为三次谐波电流与电机固有的三次谐波反电势 的相互叠加作用：
[0044]
[0045] 当所述的永磁无刷电机的其中任意两套绕组的偏移角0正好达到30°时，注入 三次谐波才可以产生恒定的电磁转矩，而不增加转矩脉动，参见图3。
[0046] 本实施例中注入的电流可以分为恒幅值注入和恒有效值注入。
[0047] 如图4所示，当注入的三次谐波电流为恒幅值注入状态下，该三次谐波电流的幅 值a和控制电路对应相电流的幅值Ia满足如下公式：
[0048]
[0049]
[0050] 其中，B3分别为气隙磁场中的基波与三次谐波含量；Ei和E3分别为反电势的 基波与三次谐波分量；Kdapl与Kdap3分别为基波与三次谐波的绕组系数；Im为相电流的幅值。
[0051] 如图5所示，当注入的三次谐波电流为恒幅值注入状态下，该三次谐波电流的幅 值a和控制电路对应相电流的幅值Ia满足如下公式：
[0052]
[0053]
[0054] 其中，B3分别为气隙磁场中的基波与三次谐波含量；E种E3分别为反电势的 基波与三次谐波分量；Kdapl与Kdap3分别为基波与三次谐波的绕组系数；Im为相电流的幅值。
[0055] 由此可知，从公式（A2)和公式（B2)可以看到，其注入三次谐波电流的幅值取决于 基波与三次气隙磁场磁场强度，基波与三次谐波的绕组系数。
[0056] 如图6所示，为在恒幅值三次谐波注入情况下，本实施例电机与现有电机的输出 转矩随转子位置变化比较图；如图7所示，为在恒有效值三次谐波注入情况下，本实施例电 机与现有电机的输出转矩随转子位置变化比较图。
[0057]从图6、图7比较中可以看出，相对于传统的正弦波控制的双三相电机永磁电机， 正弦波加入三次谐波控制的方法可将电磁转矩提高11. 5%，而电机的转矩脉动并没有增 加。因此，采用该谐波电流注入的双三相永磁无刷电机具有功率密度高、高效节能、运转平 滑和噪音低等优点，三次谐波电流与电机固有的三次谐波反电势的相互作用而增加附加转 矩，在不增加逆变器的功率等级和电机转矩脉动的前提下，可有效地提高双三相永磁无刷 电机系统的输出转矩与功率。
【主权项】
1. 一种双=相永磁无刷电机的控制电路，包括有电机定子铁巧和给所述电机供电的交 流电源，其特征在于：所述的控制电路还包括有=相整流器、第一电容、第二电容、第一逆变 桥电路和第二逆变桥电路； 其中，所述交流电源的输入端分别与所述=相整流器的对应输入端相连，所述=相整 流器的第一输出端分成=路，第一路经依次串接的所述第一电容和第二电容后接地，第二 路连接所述第一逆变桥电路的输入端，第=路连接所述第二逆变桥电路的输入端；所述= 相整流器的第二输出端直接接地；所述第一逆变桥电路的第一输出桥臂和所述电机定子铁 巧的a相绕组相连，该第一逆变桥电路的第二输出桥臂和所述电机定子铁巧的b相绕组相 连，该第一逆变桥电路的第=输出桥臂和所述电机定子铁巧的C相绕组相连；所述第二逆 变桥电路的第一输出桥臂和所述电机定子铁巧的X相绕组相连，该第二逆变桥电路的第二 输出桥臂和所述电机定子铁巧的y相绕组相连，该第二逆变桥电路的第=输出桥臂和所述 电机定子铁巧的Z相绕组相连；所述电子定子铁巧的绕组中性点连接至所述第一电容和第 二电容的串联节点上。2. -种如权利要求1所述的控制电路的控制方法，其特征在于；当所述的永磁无刷电 机的其中任意两套绕组的偏移角0正好达到30°时，在上述控制电路的交流电源中注入 =次谐波电流，并且，当注入的所述=次谐波电流为恒幅值注入状态下，该=次谐波电流的 幅值a和所述控制电路对应相电流的幅值I。满足如下公式：其中，Bi与B3分别为气隙磁场中的基波与S次谐波含量；E1和E3分别为反电势的基波 与=次谐波分量；Kdapi与Kdap3分别为基波与=次谐波的绕组系数；Im为相电流的幅值。3. -种如权利要求1所述的控制电路的控制方法，其特征在于；当所述的永磁无刷电 机的其中任意两套绕组的偏移角0正好达到30°时，在上述控制电路的交流电源中注入 =次谐波电流，并且，当注入的所述=次谐波电流为恒有效值注入状态下，该=次谐波电流 的幅值a和所述控制电路对应相电流的幅值I。满足如下公式：其中，Bi与B3分别为气隙磁场中的基波与S次谐波含量；E1和E3分别为反电势的基波 与=次谐波分量；Kdapi与Kdap3分别为基波与=次谐波的绕组系数；Im为相电流的幅值。
【专利摘要】一种双三相永磁无刷电机的控制电路，包括定子铁芯和交流电，其特征在于：还有三相整流器、第一电容、第二电容、第一逆变桥电路和第二逆变桥电路；交流电源的第一输出端分成三路；第一逆变桥电路的第一输出桥臂和电机定子铁芯的a相绕组相连，第一逆变桥电路的第二输出桥臂和电机定子铁芯的b相绕组相连，第一逆变桥电路的第三输出桥臂和电机定子铁芯的c相绕组相连；第二逆变桥电路的第一输出桥臂和电机定子铁芯的x相绕组相连，第二逆变桥电路的第二输出桥臂和电机定子铁芯的y相绕组相连，第二逆变桥电路的第三输出桥臂和电机定子铁芯的z相绕组相连；绕组中性点连接第一电容和第二电容的串联节点上。本发明优点在于：采用三次谐波电流注入的双三相永磁无刷电机具有功率密度高、高效节能﹑运转平滑和噪音低等优点。
【IPC分类】H02P6/08
【公开号】CN104935221
【申请号】CN201510261478
【发明人】王凯, 武海云, 石林, 张华军, 贺少杰
【申请人】宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月21日