[發(fā)明專利]一種產(chǎn)生優(yōu)化PWM的方法

有效

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• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108418494B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王長江;覃云;張修武;王世強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 江西精駿電控技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02P23/04
• 分類號: H02P23/04;H02P27/08
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

本發(fā)明公開了一種產(chǎn)生優(yōu)化PWM的方法，其過程是：使用振動源，作用到電機(jī)上，測試不同條件下引起的電動汽車噪聲和振動效果；如此得到電動汽車的共振頻率、起噪條件、起振條件、振源時序與整車噪聲和振動的關(guān)系；采用隨機(jī)頻率PWM測量不同頻率范圍、不同頻譜分布、不同頻率持續(xù)時間等條件下，電機(jī)產(chǎn)生的諧振功率頻譜以及總功率；使用振動源，測試電動汽車產(chǎn)生白噪聲或僅有熱耗散的頻譜分布；將需要的頻譜功率分布和可能的頻譜功率分布進(jìn)行篩選，得到一個理想的隨機(jī)PWM策略。采用上述技術(shù)方案，不需要增加或改動系統(tǒng)的配置和成本；隨機(jī)頻率PWM技術(shù)成熟易于實現(xiàn)；從效果上規(guī)定策略的控制參數(shù)，針對性強(qiáng)，效果有保證。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)驅(qū)動與控制的技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生優(yōu)化PWM的方法。

背景技術(shù)

在電動汽車中，逆變器將電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，進(jìn)而驅(qū)動三相交流電機(jī)，最廣泛應(yīng)用的是兩電平三相逆變器，如圖7所示。

現(xiàn)有技術(shù)中，PWM技術(shù)是按照“伏—秒平衡”的時間平均等效原理來工作的，采用這種原理設(shè)計的逆變器，其輸出除了正弦基波電壓之外，還附帶大量的諧波。低頻諧波能夠引起轉(zhuǎn)矩脈動，導(dǎo)致機(jī)械振動和噪聲，高頻諧波引發(fā)電磁干擾，諧波還帶來能量損耗，引起電機(jī)發(fā)熱。然而“伏—秒平衡”原理只規(guī)定了基礎(chǔ)電壓矢量作用的時間，其作用的順序和分布并未限定。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了降低噪聲、振動和電磁干擾，開發(fā)了大量的隨機(jī)PWM策略：

一類隨機(jī)改變?nèi)遣ū旧淼念l率，稱為隨機(jī)頻率PWM(RFPWM)；

另一類隨機(jī)改變每個周期中開通時間的起始位置，成為隨機(jī)位置PWM(RPPWM)；

還有一類隨機(jī)設(shè)定脈沖的數(shù)量，稱為隨機(jī)開關(guān)PWM(RSPWM)。

理論上，不同的隨機(jī)PWM策略在削弱確定性PWM技術(shù)的諧波效果上具有等價性，但是不同的隨機(jī)PWM策略實現(xiàn)的復(fù)雜度差別很大，有的隨機(jī)PWM策略只需要在現(xiàn)有的電機(jī)控制器和逆變器上稍作軟件上的改動即可很好的應(yīng)用，有的則很難實施。

如RZPWM策略實現(xiàn)起來只需要將傳統(tǒng)的兩個零矢量作用時間分配比例由0.5替代為隨機(jī)數(shù)就可以了，對系統(tǒng)沒有什么其他影響，而WPPWM策略實現(xiàn)起來就復(fù)雜得多，需要增加控制器的配置和功能以產(chǎn)生不對稱的PWM波形。

所以，盡管隨機(jī)PWM概念的提出已經(jīng)有20多年的歷史，很多隨機(jī)PWM策略在實施方面還存在大量問題，隨機(jī)PWM的目標(biāo)，將諧波的頻譜功率從集中在離散的諧波，轉(zhuǎn)換到連續(xù)的頻率分布，形成白色噪聲，理想的解決諧波造成的噪聲和振動，并不能良好的實現(xiàn)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動逆變器PWM調(diào)制技術(shù)的缺點是：

1、逆變器采用的PWM技術(shù)帶有大量諧波，會引起不必要的轉(zhuǎn)矩脈動及能量損耗；2、隨機(jī)PWM不便于實現(xiàn)；3、隨機(jī)PWM技術(shù)不能解決電機(jī)全工況運(yùn)行時由諧波造成的噪聲和振動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種產(chǎn)生優(yōu)化PWM的方法，其目的是更好地降低規(guī)則PWM引起的諧波噪聲和振動問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種產(chǎn)生優(yōu)化PWM的方法的過程是：

步驟1、使用振動源，作用到電機(jī)上，測試不同頻率、不同持續(xù)時間、不同間隔序列引起的電動汽車噪聲和振動效果；如此得到電動汽車的共振頻率、起噪條件、起振條件、振源時序與整車噪聲和振動的關(guān)系；

步驟2、采用隨機(jī)頻率PWM這種最簡單可靠易于實現(xiàn)的策略，測量不同頻率范圍、不同頻譜功率分布、不同頻率持續(xù)時間等條件下，電機(jī)產(chǎn)生的諧振功率頻譜以及總功率；

步驟3、使用振動源，使用步驟2中的總功率，測試電動汽車產(chǎn)生白噪聲或僅有熱耗散的頻譜功率分布；