[發明專利]空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置及直流母線電壓優化方法

有效

• 申請號: 201310472216.3
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103490700A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳國強;康件麗;趙俊偉;陳水生;楊偉東
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02P21/00;H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;崔衛琴

1.一種空間矢量脈沖寬度調制下直流母線電壓優化方法，其特征在于：控制系統模塊輸出信號通過隔離驅動單元至直流調壓單元，直流電源的輸出電源通過直流調壓單元輸送至逆變器；

在以感性為主導的負載下，逆變器輸出的三相諧波電流的均方值的表達式統一為

????????????????(1)

式中，為直流母線電壓；為調制比；為開關周期；對于控制系統模塊中的不同的調制策略，系數、、、為確定的值；

其中調制比的定義為

?????????????????????(2)

式中，?為命令電壓矢量的幅值；

結合式(2)，則可得

?????????(3)

對式(3)進行優化，可得，當時，三相諧波電流均方值取得最小值，電機銅損最小；控制系統模塊在直流母線優化調制策略下產生直流調壓的控制脈沖信號，控制直流母線電壓工作在最優狀態；其中對于不同的調制策略，系數直接計算得到。

2.一種空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：包括控制系統模塊、檢測模塊、逆變模塊、負載模塊與永磁同步電機，直流電源通過直流調壓單元進入逆變模塊，交流電源進入負載模塊，其中所述的檢測模塊包括測量直流電源輸出端的母線電壓、電流測量子模塊、逆變模塊的溫度與故障檢測子模塊、永磁同步電機的電流測量子模塊、轉子位置測量子模塊和扭矩測量子模塊，所述各個檢測子模塊的信號輸出端連接控制系統模塊，控制系統模塊將產生的直流調壓的控制信號通過隔離驅動輸出到直流調壓單元，控制系統模塊將產生的逆變模塊的控制信號通過隔離驅動輸出到逆變模塊，逆變模塊的信號輸出端連接永磁同步電機；控制系統模塊將產生的負載模塊的控制信號輸出到負載模塊，負載模塊連接永磁同步電機。

3.根據權利要求2所述的空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：所述的控制系統模塊包括計算機、CAN卡、控制器與電可擦寫存儲器，所述的計算機通過CAN卡與控制器連接，控制器連接有電可擦寫存儲器。

4.根據權利要求3所述的空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：所述的控制器預制有調制策略，所述的調制策略包括有：(1)、傳統的SVPWM，即兩個零矢量作用時間均分；(2)、DPWM0；(3)、DPWM1；(4)、DPWM2；(5)、DPWM3；(6)、DPWMMAX；(7)、DPWMIN；(8)、其他DPWM；(9)、隨機開關頻率SVPWM；(10)、隨機零矢量分配SVPWM；(11)、隨機脈沖位置SVPWM；(12)、混合隨機SVPWM；(13)零矢量分配因子優化SVPWM；這13種策略均有直流母線電壓優化與不優化兩種選擇；除了(9)、(12)這兩種調制策略外，其他11種調制策略均有開關周期優化與不優化兩種選擇。

5.根據權利要求4所述的空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：在計算機上進行定制調制策略，需要定制的調制策略在計算機上制作成文本文件或EXCEL文件固定的數據格式，通過CAN卡發送到控制器中，控制器將這些數據存儲與電可擦寫存儲器中。

6.根據權利要求2或3或4或5所述的空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：所述的檢測模塊還包括有永磁同步電動機的噪聲測量子模塊，噪聲測量子模塊的信號輸出端連接計算機，計算機進行聲學分析。

7.根據權利要求6所述的空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：所述的負載模塊包括變頻調速子模塊、負載電動機與聯軸器，所述的變頻調速子模塊的信號控制端連接控制器，變頻調速子模塊的信號輸出端連接負載電動機，負載電動機的輸出軸通過聯軸器連接永磁同步電動機的輸出軸，所述的扭矩測量子模塊設置在永磁同步電動機的輸出軸上。

8.根據權利要求7所述的空間矢量脈沖寬度調制試驗裝置，其特征在于：所述的轉子位置測量子模塊采用編碼器，編碼器設置在永磁同步電動機的轉子上。