【技术实现步骤摘要】
本专利技术属电机控制，具体涉及一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法。
技术介绍
1、电机作为重要的能量转换装置，在日常生活方面得到了广泛应用。传统电机采用换向器等装置进行换向运行，存在噪声较大以及维修成本高等问题。随着电力电子与电机控制技术的发展，通过电力电子器件以及变频器控制的电机逐步发展起来，电机控制方法是电动自行车，平衡车和机器人等电机应用系统中不可或缺的一部分。电机控制方法的优化对电机的快速响应、平稳运行、高效节能等方面具有重要作用。
2、传统电机控制方法主要有v-f控制、i-f控制以及磁场定向等控制方式，但v-f控制是开环控制，没有反馈机制，容易产生电机失步问题；i-f控制方式失去了转矩的字调节能力，因此多数应用场合中采用磁场定向控制。传统电机调制方式有pwm调制、spwm调制以及svpwm调制方式等，普通spwm调制方式直流母线电压利用率较低，svpwm调制方式充分利用了直流母线电压但是控制方式相对复杂，尤其是利用在多电平变流器上。而这些调制方法大多数采用固定载波频率，较高的载波频率在电机低速运时开关损耗较大，降低了控制器的效率；较低的载波频率在电机高速运转时电流谐波性能较差。变频载波技术主要有电机转速随动控制和分段载频控制。转速随动控制方式通过转速随机改变载波的频率周期生成开关信号，可能存在电流畸变问题。分段载频控制存在载波区间跨度大，电流谐波性能较差以及系统损耗较高等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术提供一种基于分段
2、本专利技术提供了一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，包括以下步骤：
3、s1.根据电机运行速度将速度区间分为低速运行区间[0,nl]，中速运行区间[nl,nm]和高速运行区间[nm,nh]；
4、s2.在保证输出电流谐波性能的情况下，确定全工况电机运行最优载波频率f；
5、s3.将电机低速运行区间与中速运行区间分为n等份，确定每一等份中电机运行最低载波频率fn；
6、s4.确定参考转速nref，若参考转速大于电机最大转速nmax且电压达到饱和，则注入三倍频共模电压vcom，若电压未达到饱和，则不进行共模电压注入；
7、s5.根据参考转速对应的速度区间选择对应的载波频率生成三相开关信号。
8、进一步，所述步骤s1中，高速运行区间的最大值nh为电机额定转速n，低速运行区间的最大值≤30％n，中速转速区间最大值在60％n左右。
9、进一步，所述步骤s2中，最优载波频率f为电机全工况输出电流不发生畸变的情况下电机运行最低载波频率。
10、进一步，所述步骤s3中，最低载波频率fn为每等份区间中电流输出谐波不超过设定值的最低载波频率。
11、进一步，所述步骤s4中，当参考转速大于电机最大转速且电压达到饱和状态时，注入的正弦共模电压的幅值为参考波最大幅值的15％～30％，频率为参考波频率的三倍，其中，电机最大转速nmax为电机额定转速n。
12、进一步，所述参考波为范围在[-0.5,0.5]的正弦波，所述参考波的最大幅值为0.5，所述参考波频率即为基频频率fac，所述参考波与转速n以及注入的三倍频共模电压的关系如下：
13、
14、vcom＝acom×0.5·sin(3fact)
15、式中，p为电机极对数；vcom为注入的三倍频共模电压；acom为注入的三倍频共模电压幅值。
16、本专利技术还公开了基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法在电机控制系统中的应用，所述电机控制系统包括直流电源、逆变器以及负载电机。
17、有益效果：
18、1、本专利技术提出的基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，对电机转速n以及全工况最优载波频率按照百分比进行分段选择，将电机低速运行段与最低载波频率进行匹配，减小了电机低速运行时系统开关损耗，提高了控制器效率。
19、2、本专利技术提出的基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，控制方法简单且适用范围广，在电机高速运行电压达到饱和状态时进行三倍频共模电压注入，提高了母线直流电压的利用率，从而提高了电机的转速。
20、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤S1中，高速运行区间的最大值nH为电机额定转速n，低速运行区间的最大值≤30％n，中速转速区间最大值在60％n左右。
3.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤S2中，最优载波频率f为电机全工况输出电流不发生畸变的情况下电机运行最低载波频率。
4.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤S3中，最低载波频率fN为每等份区间中电流输出谐波不超过设定值的最低载波频率。
5.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤S4中，当参考转速大于电机最大转速且电压达到饱和状态时，注入的正弦共模电压的幅值为参考波最大幅值的15％～30％，频率为参考波频率的三倍，其中，电机最大转速nmax为电机额定转速n。
6.根据权
7.如权利要求1至6任一项中所述基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法在电机控制系统中的应用，所述电机控制系统包括直流电源、逆变器以及负载电机。
...【技术特征摘要】
1.一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤s1中，高速运行区间的最大值nh为电机额定转速n，低速运行区间的最大值≤30％n，中速转速区间最大值在60％n左右。
3.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤s2中，最优载波频率f为电机全工况输出电流不发生畸变的情况下电机运行最低载波频率。
4.根据权利要求1所述的一种基于分段载波与共模电压注入的电机控制优化方法，其特征在于：所述步骤s3中，最低载波频率fn为每等份区间中电流输出谐波不超过设定值的最低载波频率。
5.根...
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