[發明專利]一種基于DDS技術的異步電機控制器及具有其的車輛

在審

• 申請號: 201410394790.6
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104270059A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 關慶斌;林尚俊;賈建;劉茂國
• 申請（專利權）人: 北京中瑞藍科電動汽車技術有限公司
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P25/02
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別涉及一種基于DDS技術的異步電機控制器及具有其的車輛。

背景技術

現有的車用異步電機控制方法主要有矢量控制和直接轉矩控制兩種。下面分別對這兩種控制方法進行說明：

(1)矢量控制技術是比較成熟并常用的異步電機控制技術。這是一種基于坐標變換的技術，通過三相到兩相的坐標變換，實現定子電流轉矩分量和勵磁分量的解耦，進行獨立控制，使異步電機具有和直流電機一樣的優良的轉矩、轉速調節特性。其中，轉子磁場定向的矢量控制是20年來實際應用最為普遍、最為成熟的高性能交流調速系統技術。

(2)直接轉矩控制技術摒棄了矢量控制中解耦的思想，將轉子磁通定向更換為定子磁通定向，通過控制定子磁鏈的幅值及矢量相對于轉子磁鏈的夾角，從而達到控制轉矩的目的。

但是針對矢量控制和直接轉矩控制，目前主流上都采用了空間矢量SVPWM(Space?Vector?Pulse?Width?Modulation，空間矢量脈寬調制)調制。而SVPWM會給控制本身帶來以下問題：SVPWM調制直接受驅動模塊開關頻率的限制，開關頻率通常在5K～20K之間。這樣，空間矢量的相位只能按照這個開關頻率來累積，當電機轉速越高時，一個電流周期內，給定的調制點就越少，也就是給定信號的正弦度越不好，諧波含量越多，這將會影響電機效率。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種基于DDS技術的異步電機控制器。

為了實現上述目的，本發明一方面的實施例提供基于DDS技術的異步電機控制器，包括：比例積分PI調節模塊、相位處理模塊、直接數字式頻率合成DDS模塊、單周電流實時調制PWM控制模塊、反饋電流有效信號計算模塊和轉子定位模塊，其中，所述PI調節模塊的輸入端分別與有效電流輸出端和反饋電流有效信號計算模塊的輸出端相連，用于對輸入的有效電流和反饋電流有效信號進行PI調節，生成幅度輸入信號；所述相位處理模塊的輸入端分別與轉差頻率輸出端和轉子定位模塊的輸出端相連，用于根據輸入的轉差頻率和轉子頻率計算得到同步頻率相位；所述DDS模塊的輸入端分別與所述PI調節模塊的輸出端和所述相位處理模塊的輸出端相連，用于對所述同步頻率相位進行相位累加得到相位信息，將所述相位信息轉換為對應的正弦幅度數字信號，根據所述幅度輸入信號和所述數字化正弦幅度信號生成數字化波形序列，將所述數字波形化序列經過數模轉換以生成第一至第三相正弦信號；所述單周電流實時調制PWM控制模塊的輸入端與所述DDS模塊的輸出端和所述反饋電流有效信號計算模塊的輸出端相連，所述單周電流實時調制PWM控制模塊的輸出端與異步電機和所述反饋電流有效信號計算模塊的輸入端相連，用于對所述第一至第三相正弦信號分別與反饋電流有效信號進行差值運算，并將差值運算結果與三角波進行比較，將比較后生成的第一至第三相信號輸出至功率驅動模塊，以由所述功率驅動模塊驅動電機；所述轉子定位模塊的輸入端與所述電機相連，用于檢測所述電機的轉子的位置，并生成用于表示轉子位置的轉子頻率，將所述轉子頻率發送至所述相位處理模塊。

在本發明的一個實施例中，所述相位處理模塊包括：加法器，所述加法器的輸入端分別與轉差頻率輸出端和轉子定位模塊的輸出端相連，用于對所述轉差頻率和轉子頻率進行加法運算；相位生成單元，所述相位生成單元的輸入端與所述加法器的輸出端相連，所述相位生成單元的輸出端與所述DDS模塊的輸入端相連，用于對加法運算后的信號進行處理以得到同步頻率相位。

在本發明的又一個實施例中，所述轉子定位模塊為位置傳感器。

在本發明的再一個實施例中，所述DDS模塊包括：頻率控制器，用于提供相位增量；相位累加器，所述相位累加器的輸入端與所述頻率控制器的輸出端相連，用于根據在每個時鐘周期內，以所述相位增量對所述同步頻率相位進行相位累加得到相位信息；波形存儲器，所述波形存儲器的輸入端與所述相位累加器的輸出端相連，用于將所述相位信息轉換為對應的正弦幅度數字信號，根據所述幅度輸入信號和所述數字化正弦幅度信號生成數字化波形序列；數模轉換器，所述數模轉換器的輸入端與所述波形存儲器的輸出端相連，用于將所述數字波形化序列經過數模轉換以生成第一至第三相正弦信號。

在本發明的又一個實施例中，所述DDS模塊還包括：濾波器，所述濾波器的輸入端與所述數模轉換器的輸出端相連，用于對所述第一至第三相正弦信號進行濾波處理，生成濾波后的第一至第三相正弦信號。

在本發明的一個實施例中，所述濾波器為低通濾波器。