哈尔滨工业大学王纪元获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119051525B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411102661.5,技术领域涉及:H02P23/00;该发明授权基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法是由王纪元;杜博超;杨明亮;王沛;刘子豪;王朝博设计研发完成,并于2024-08-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法,属于电机轴承电压抑制技术领域。基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法,包括以下步骤:构建电机内部电容的共模等效电路;根据共模等效电路,计算电机的轴承分压比;采用AZSPWM策略进行电机控制,利用共模变压器原理在轴承两端注入电压进行轴承电压对消。发明节省体积,方法简单,不需要从源头抑制共模电压,只需要抑制幅值较小的轴承电压,所需的四桥臂管子功率小,实现完全消除轴承电压,抑制轴承电腐蚀现象。
本发明授权基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法在权利要求书中公布了:1.基于软硬件结合策略的电机轴承电压有源主动抑制方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、构建电机内部电容的共模等效电路; 步骤二、根据共模等效电路,计算轴承分压比; 步骤三、采用AZSPWM策略进行电机控制,利用共模变压器原理在轴承两端注入电压进行轴承电压对消; 步骤三中,包括以下步骤: 步骤3.1、设计电机系统结构; 步骤3.1中,四桥臂逆变器的三个桥臂用于控制电机,即利用两个幅值相等方向相反的基本非零矢量作用相同时间,代替零矢量的作用效果,将共模电压幅值由V dc2衰减为V dc6,由式(2)可知轴承电压也等比例衰减三分之一;将两个匝数为n:1的共模变压器固定在电机内部转轴的两端,转轴穿过两个共模变压器磁环,共模变压器以转轴作为副边;共模变压器的原边绕组的一端连接在第四桥臂中点,原边绕组的另一端连接母线电容中点,并由第四桥臂进行控制,转轴看作匝数为1的副边绕组; 步骤3.2、第四桥臂根据前三个桥臂的开关状态同步控制开关管的开通或关断,实现三相四桥臂逆变器中点电位平衡策略和共模电压抑制; 步骤3.2中,第四桥臂根据前三个桥臂的开关状态同步控制开关管的开通或关断,若前三个桥臂的开关状态为(110、101、011)时,第四桥臂上管导通下管关断,即开关状态为“1”,向原边的两个共模磁环注入幅值为V dc2的电压V choke,若前三个桥臂的开关状态为(100、010、001)时,第四桥臂上管关断下管导通,即开关状态为“0”,向原边的两个共模磁环注入的电压V choke幅值变为-V dc2; 步骤3.3、平衡电压,消除轴承电流; 步骤3.3中,所述的电压V choke在转轴的轴承两端感生出两个注入电压V inj,通过设计两个磁环的匝数n,使得V inj与轴承电压V b等大反相; 注入电压V inj与轴承电压V b叠加等于零,完全消除了轴承电压,从而消除轴承电流; 步骤3.4、通过优化AZSPWM策略并结合共模滤波器,调整轴承电压V b以抵消轴承电压; 步骤3.4中,所述共模磁环的匝数n的确定方法如下,根据变压器原理,磁环原边与作为副边的注入电压之比如公式(4)所示: (4) 其中V choke的大小如式(5)所示: (5) 采用AZSPWM策略之后V b电压如式(6)所示: (6) 为了抵消轴承电压要求诸如电压与轴承电压等大反向如公式(7)所示: (7) 最后推导出n的表达式如式(8)所示: (8) 其中,BVR为轴承分压比,V com为逆变器输出的共模电压,V dc为直流母线电压。
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