[發明專利]采用空間矢量脈寬調制的電機控制方法及其控制器

有效

• 申請號: 200810036691.5
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101567654A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 甄力;黃麟;劉革興;秦倉法
• 申請（專利權）人: 上海鮑麥克斯電子科技有限公司
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種電機控制方法及其控制器，特別是涉及一種采樣逆變橋下 橋臂電流信號，產生空間矢量脈寬調制信號以驅動電機的控制方法及其控制 器。

背景技術

在電機控制技術中，常見的電機控制器包括隔離式電流檢測模塊、核心控 制模塊和逆變橋。

隔離式電流檢測模塊安裝在電機相線處，其采用隔離方式將電機相電流信 號轉變為成比例的信號輸出；例如霍爾電流傳感器。

核心控制模塊，接受電流檢測模塊電流信號并輸出空間矢量脈寬調制信號 至逆變橋電子開關用于控制電機的運行；例如Texas?Instruments公司的C2000 系列DSP。

逆變橋接收來自核心控制模塊的空間矢量脈寬調制信號來開關電子開關 對電機進行驅動控制。

上述電機控制一般采用如下的方法進行控制：

電流采樣：電機相電流的采集通常采用隔離式電流檢測的方法，核心控制 模塊每調制周期采樣隔離式電流檢測模塊輸出的電流信號，因隔離式電流檢測 模塊的輸出始終和電機相電流成比例關系，所以其采樣的起始時刻，可以在整 個調制周期內任意時刻。

電流比較：即電流環，或轉矩控制環；將采樣到的電流信號，經過Clark 和Park變換，和預設于核心控制模塊的電流給定值iqref、idref做比較，并 輸出電壓指令Usαref和Usβref。

空間矢量脈寬調制(SVPWM)：根據電壓指令Usαref和Usβref，計算當前 扇區號sector，計算期望有效矢量時間t1obj和t2obj，計算期望有效矢量時間 之和tsobj＝t1obj+t2obj；為防止期望有效矢量時間之和tsobj大于調制周期 tpwm，當期望有效矢量時間之和tsobj大于調制周期tpwm時，用調制周期tpwm 來等比例縮小期望有效矢量時間t1obj和t2obj，得到輸出有效矢量時間t1out 和t2out，公式為：

t1out＝tpwm*t1obj/tsobj????t2out＝tpwm*t2obj/tsobj

根據輸出有效矢量時間t1out和t2out來計算橋式逆變器橋臂電子開關導 通時間taon，tbon，tcon，公式為：

taon＝(tpwm-t1out-t2out)/2??tbon＝taon+t1out??tcon＝tbon+t2out

該計算公式設定了下橋臂電子開關全開時間t0out等于下橋臂電子開關全 關時間t7out；

即有：t0out＝t7out＝(tpwm-t1out-t2out)/2；根據扇區號sector，將逆變 橋橋臂電子開關狀態切換時間taon、tbon、tcon填寫入核心控制模塊對應的比 較器CMPR1、CMPR2和CMPR3中，并輸出空間矢量PWM信號。

所述空間矢量PWM信號，每調制周期存在V0電壓矢量、V7電壓矢量、V1’ 有效電壓矢量、V2’有效電壓矢量四種狀態，每種狀態的時間分別為t0out、 t7out、t1out、t2out；V0電壓矢量對應逆變橋(2)上橋臂第一電子開關(2a)、 第二電子開關(2b)、第三電子開關(2c)全關、下橋臂第四電子開關(2d)、第五 電子開關(2e)、第六電子開關(2f)全開狀態；V7電壓矢量對應逆變橋(2)上橋 臂第一電子開關(2a)、第二電子開關(2b)、第三電子開關(2c)全開、下橋臂第 四電子開關(2d)、第五電子開關(2e)、第六電子開關(2f)全關狀態；因逆變橋 (2)橋臂第一電子開關(2a)、第二電子開關(2b)、第三電子開關(2c)、第四電 子開關(2d)、第五電子開關(2e)、第六電子開關(2f)受控于PWM信號，因此， PWM信號處于V0、V7、V1’、V2’電壓矢量狀態時，逆變橋(2)也處于相應的V0、 V7、V1’、V2’狀態；t0out、t1out、t2out及t7out之和等于調制周期tpwm。