[發(fā)明專利]基于SHEPWM的脈寬調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810264874.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108322077B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬法運(yùn);張佳波;夏猛;楊其林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車(chē)青島四方車(chē)輛研究所有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/5395
• 分類號(hào): H02M7/5395;H02P27/08
• 代理公司: 青島清泰聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發(fā)明提出一種基于SHEPWM的牽引逆變器脈寬調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法，調(diào)制系統(tǒng)包括第一處理器和第二處理器；第一處理器包括用于在SHEPWM基波頻段生成SHEPWM調(diào)制信號(hào)的SHEPWM調(diào)制單元；SHEPWM調(diào)制單元包括用于存儲(chǔ)不同載波比下初值分布區(qū)間內(nèi)所有開(kāi)關(guān)角度初值的存儲(chǔ)單元，用于計(jì)算不同載波比下三相各區(qū)間有效開(kāi)關(guān)角度、初始電平及PWM周期值的計(jì)算單元，第一處理器的輸出端與第二處理器連接；第二處理器包括用于生成調(diào)制脈沖的脈沖發(fā)生器；脈沖發(fā)生器根據(jù)第一處理器傳輸來(lái)的有效開(kāi)關(guān)角度、初始電平及PWM周期值，生成脈沖調(diào)制信號(hào)并觸發(fā)第一處理器進(jìn)行中斷處理。該方法在不同載波比間切換平穩(wěn)、沖擊小，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及逆變器及相關(guān)變流器控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種逆變器調(diào)制控制方法，尤其涉及一種基于SHEPWM的牽引逆變器脈寬調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代交流機(jī)車(chē)等大功率應(yīng)用場(chǎng)合，散熱條件比較苛刻，牽引逆變器功率器件開(kāi)關(guān)頻率被限制在幾百赫茲，因此在車(chē)輛整個(gè)速度范圍內(nèi)脈寬調(diào)制策略特別是低載波比下的脈寬調(diào)制策略關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

目前大功率變流器中主流采用多模式分段脈寬調(diào)制策略，其基本策略為異步調(diào)制—普通同步調(diào)制—優(yōu)化PWM調(diào)制—方波，其中優(yōu)化PWM調(diào)制為整個(gè)調(diào)制策略的技術(shù)核心，其技術(shù)特點(diǎn)要求為電流諧波含量小、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、調(diào)制模式之間切換平穩(wěn)，并且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、控制精度高、運(yùn)行穩(wěn)定。

優(yōu)化PWM調(diào)制一般有中間60度和SHEPWM等，中間60度調(diào)制方式電流諧波含量大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，控制精度差，不同調(diào)制模式切換沖擊大。SHEPWM調(diào)制方式在諧波、脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩等方面性能優(yōu)于其他調(diào)制方式，但在控制方式的實(shí)現(xiàn)方法上比較復(fù)雜，包括開(kāi)關(guān)角計(jì)算精度、軟件代碼容量、調(diào)制模式切換等，造成控制器硬件不能滿足條件、控制精度差、切換不平穩(wěn)等現(xiàn)象。因此該種調(diào)制方式在國(guó)內(nèi)大功率變流器中應(yīng)用較少，且已實(shí)現(xiàn)的方法中大都較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有脈寬調(diào)制方法中存在的調(diào)制精度差、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大或代碼量大、實(shí)現(xiàn)困難等問(wèn)題，提出了一種新型的基于SHEPWM脈寬調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法，該方法在不同載波比間切換平穩(wěn)、沖擊小，調(diào)制精度高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、易實(shí)現(xiàn)且代碼量小。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先提供了一種基于SHEPWM的牽引逆變器脈寬調(diào)制系統(tǒng)。

一種基于SHEPWM的牽引逆變器脈寬調(diào)制系統(tǒng)，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(diào)制信號(hào)的SHEPWM調(diào)制單元；所述SHEPWM調(diào)制單元包括用于存儲(chǔ)不同載波比下初值分布區(qū)間內(nèi)所有開(kāi)關(guān)角度初值的存儲(chǔ)單元，用于計(jì)算不同載波比下三相各基波區(qū)間有效開(kāi)關(guān)角度、初始電平及PWM周期值的計(jì)算單元；第一處理器的輸出端與第二處理器連接；初值分布區(qū)間為整個(gè)基波周期的一部分，各基波區(qū)間的開(kāi)關(guān)角度可由初值區(qū)間開(kāi)關(guān)角度推算得到；

所述第二處理器包括用于根據(jù)第一處理器傳輸?shù)挠行ч_(kāi)關(guān)角度、脈沖初始電平及PWM周期值生成調(diào)制脈沖的脈沖發(fā)生器。

優(yōu)選的是，所述初值分布區(qū)間為0～π/3。

優(yōu)選的是，所述第一處理器進(jìn)一步包括：用于在第一基波頻率段生成SVPWM異步調(diào)制信號(hào)的SVPWM異步調(diào)制單元、用于在第二基波頻率段生成SVPWM同步調(diào)制信號(hào)的SVPWM同步調(diào)制單元，以及，用于在第四基波頻段生成方波調(diào)制信號(hào)的方波調(diào)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(jù)基波頻率及調(diào)制度進(jìn)行調(diào)制模式調(diào)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此呈由低到高的連續(xù)排列；

所述第二處理器的調(diào)制脈沖的脈沖發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)模式切換單元的的信號(hào)生成脈沖調(diào)制信號(hào)。