[發明專利]基于SHEPWM的脈寬調制系統及調制方法

有效

• 申請號: 201810264874.6
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108322077B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 馬法運;張佳波;夏猛;楊其林
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: H02M7/5395
• 分類號: H02M7/5395;H02P27/08
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

1.一種基于SHEPWM的脈寬調制系統，其特征在于：包括第一處理器和第二處理器；

所述第一處理器包括用于在SHEPWM基波頻段生成SHEPWM調制信號的SHEPWM調制單元；所述SHEPWM調制單元包括用于存儲不同載波比下初值分布區間內所有開關角度初值的存儲單元，用于計算不同載波比下三相各區間有效開關角度、初始電平及PWM周期值的計算單元；所述開關角度為基于當前調制度及基波頻率在不同載波比下三相各區間的有效開關角度；

所述第一處理器進一步包括：用于在第一基波頻率段生成SVPWM異步調制信號的SVPWM異步調制單元、用于在第二基波頻率段生成SVPWM同步調制信號的SVPWM同步調制單元，以及，用于在第四基波頻段生成方波調制信號的方波調制單元；還包括判斷基波頻率所處頻段的基波頻率判斷單元，以及，用于根據基波頻率及調制度進行調制模式調整的模式切換單元；

第一處理器的輸出端與第二處理器連接；

所述第二處理器包括用于根據第一處理器傳輸的有效開關角度、脈沖初始電平及PWM周期值生成調制脈沖的脈沖發生器；

該脈沖發生器根據模式切換單元的信號生成脈沖調制信號。

2.如權利要求1所述的基于SHEPWM的脈寬調制系統，其特征在于，所述初值分布區間為0～π/3。

3.如權利要求1所述的基于SHEPWM的脈寬調制系統，其特征在于，所述第一處理器進一步包括：用于在第一基波頻率段生成SVPWM異步調制信號的SVPWM異步調制單元、用于在第二基波頻率段生成SVPWM同步調制信號的SVPWM同步調制單元，以及，用于在第四基波頻段生成方波調制信號的方波調制單元；還包括判斷基波頻率所處頻段的基波頻率判斷單元，以及，用于根據基波頻率及調制度進行調制模式調整的模式切換單元；

第一基波頻率段頻率、第二基波頻率段頻率、SHEPWM基波頻段頻率和第四基波頻段頻率依次呈由低到高的連續排列；

所述第二處理器的調制脈沖的脈沖發生器進一步用于根據模式切換單元的的信號生成脈沖調制信號。

4.一種基于SHEPWM的脈寬調制方法，采用權利要求1至3中任意一項所述的脈寬調制系統，其特征在于，包括以下步驟：

開關角度及初始電平計算：根據存儲在初值分布區間內不同載波比下的開關角度初值、當前調制度及基波頻率進行不同載波比下三相各區間有效開關角度計算，并根據當前載波比計算確定初始電平；

脈沖調制信號生成：根據得到的有效開關角度、初始電平及PWM周期值進行脈沖調制；以初始電平作為脈沖調制電平的初始電平，當計數值等于開關角度時，進行脈沖調制電平反轉，以生成脈沖調制信號，并觸發第一處理器進行中斷；

脈沖調制信號切換：載波比切換時，查詢并計算目標載波比下三相各區間所對應的有效開關角度及初始電平，并重復上述方法，生成脈沖調制信號；在進行多頻段調制模式切換時，根據基波頻率及調制度進行調制模式調整的模式切換單元。

5.如權利要求4所述的基于SHEPWM的脈寬調制方法，其特征在于，計算開關角度的方法為：所述初值分布區間為0～π/3，根據當前基波頻率及調制度選取合適的載波比，并計算U相0～π/3區間內相應載波比下的開關角度，根據SHEPWM的對稱性推導得到2π/3～π、π～4π/3、5π/3～2π區間內，相應載波比下的開關角度，進而推導出V相和W相在一個周期內，相應載波比下的開關角度。

6.如權利要求5所述的基于SHEPWM的脈寬調制方法，其特征在于，將每個基波周期等分為六個基波區間，每次中斷執行1/6基波周期，與開關角的分布范圍相對應，一個基波區間內所有有效開關角均在一個計數周期內調制完成。

7.如權利要求4或5或6所述的基于SHEPWM的脈寬調制方法，其特征在于，載波比切換時，在當前基波區間的下一個基波區間內，完成脈沖調制信號的切換。