[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于定子磁鏈的最小電流諧波脈寬調(diào)制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911036726.X
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110661406B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康成偉;張碩;叢培城
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/088
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/088;H02M7/537;H02P6/10
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾益專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 22211
• 代理人: 余巖

1.一種基于定子磁鏈的最小電流諧波脈寬調(diào)制系統(tǒng)，包括逆變模塊、控制單元，其中控制單元包括電源模塊、信號(hào)處理模塊和處理器模塊,電源模塊與信號(hào)處理模塊和處理器模塊分別連接，為信號(hào)處理模塊和處理器模塊提供電源，信號(hào)處理模塊與處理器模塊連接，為處理器模塊提供外部信號(hào)，處理器模塊最終在接收到外部信號(hào)情況下實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制控制，其特征在于：

所述處理器模塊，用于實(shí)現(xiàn)最小電流諧波脈寬調(diào)制，其中包括：

信號(hào)濾波模塊，用于對(duì)外部的轉(zhuǎn)速、電壓及電流信號(hào)進(jìn)行濾波，然后傳給調(diào)制度計(jì)算模塊和頻率及角度計(jì)算模塊；

調(diào)制度計(jì)算模塊，用于計(jì)算調(diào)制度，并將計(jì)算的調(diào)制度輸出給模式選擇與切換模塊和開(kāi)關(guān)角計(jì)算模塊；

頻率及角度計(jì)算模塊，用于計(jì)算頻率及角度，并將計(jì)算出的頻率及角度輸出給模式選擇與切換模塊、選擇和更新模塊；

模式選擇與切換模塊，所述模式選擇與切換模塊，根據(jù)頻率和調(diào)制度，將頻率和設(shè)定的頻率閾值以及調(diào)制度和設(shè)定的調(diào)制度閾值作比較，首先判斷頻率是否大于第一設(shè)定頻率閾值，如果是，再判斷調(diào)制度是否大于第一設(shè)定調(diào)制度閾值，如果是則為方波調(diào)制，否則為6分頻；如果頻率小于第一設(shè)定頻率閾值，則判斷頻率是否大于第二設(shè)定頻率閾值，如果是，再判斷調(diào)制度是否大于第二設(shè)定調(diào)制度閾值，如果是則為6分頻，否則為12分頻；如果頻率小于第二設(shè)定頻率閾值，則判斷頻率是否大于第三設(shè)定頻率閾值，如果是，再判斷調(diào)制度是否大于第三設(shè)定調(diào)制度閾值，如果是，則為12分頻，否則為18分頻，如果頻率小于第三設(shè)定頻率閾值，則為同步調(diào)制；

開(kāi)關(guān)角計(jì)算模塊，用于計(jì)算最小電流諧波脈寬調(diào)制的開(kāi)關(guān)角，并將開(kāi)關(guān)角輸出給選擇和更新模塊；以定子磁鏈為參考系，以基波幅值為約束條件,利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)加權(quán)諧波總畸變率進(jìn)行尋優(yōu)以求解開(kāi)關(guān)角；先根據(jù)電機(jī)控制算法計(jì)算定子磁鏈，再根據(jù)模式選擇與切換模塊提供的調(diào)制模式，將定子磁鏈進(jìn)行當(dāng)前調(diào)制模式下均等劃分并確定開(kāi)關(guān)角個(gè)數(shù)，最后根據(jù)基波幅值和最小電流約束條件和調(diào)制度計(jì)算模塊輸出的調(diào)制度進(jìn)行當(dāng)前調(diào)制模式下開(kāi)關(guān)角計(jì)算；

選擇和更新模塊，接收頻率及角度計(jì)算模塊計(jì)算并輸出的頻率計(jì)算周期值輸送給脈沖生成模塊，接收頻率及角度計(jì)算模塊輸出的角度用于扇區(qū)值的判斷，并且接收模式選擇與切換模塊輸出的調(diào)制模式，計(jì)算當(dāng)前調(diào)制模式內(nèi)的占空比也輸送給脈沖生成模塊；選擇和更新模塊具體包含時(shí)鐘單元、周期值計(jì)算單元、占空比計(jì)算單元、扇區(qū)判斷單元，時(shí)鐘單元和周期計(jì)算單元連接，時(shí)鐘單元用于和頻率共同計(jì)算周期值；周期計(jì)算單元與占空比計(jì)算單元連接，用于提供周期值；扇區(qū)判斷單元與占空比計(jì)算單元連接，用于提供扇區(qū)號(hào)；占空比計(jì)算單元根據(jù)調(diào)制模式、開(kāi)關(guān)角、周期值、扇區(qū)號(hào)進(jìn)行占空比計(jì)算；

脈沖生成模塊，依據(jù)周期值和占空比用于產(chǎn)生IGBT脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)逆變模塊的IGBT。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定子磁鏈的最小電流諧波脈寬調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于：所述的信號(hào)濾波模塊主要包括時(shí)鐘單元、串并轉(zhuǎn)換單元、預(yù)相加單元、乘累加單元以及寄存器輸出單元，時(shí)鐘單元與串并轉(zhuǎn)換單元、預(yù)相加單元、乘累加單元以及寄存器輸出單元連接，為這些單元提供時(shí)鐘；串并轉(zhuǎn)換模塊與預(yù)相加單元、乘累加單元連接，將信號(hào)采樣單元輸出的信號(hào)進(jìn)行并行和串行轉(zhuǎn)換，然后傳給預(yù)相加單元和乘累加單元；預(yù)相加單元與寄存器輸出單元連接，將串并轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位和相加處理，并把處理后的數(shù)據(jù)傳給寄存器輸出單元；乘累加單元與寄存器輸出單元連接，將串并轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、相加及移位處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳給寄存器輸出單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于定子磁鏈的最小電流諧波脈寬調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于：所述的脈沖生成模塊包含時(shí)鐘單元、周期轉(zhuǎn)換單元、計(jì)數(shù)器單元、占空比轉(zhuǎn)換單元和比較單元，其中時(shí)鐘單元與周期轉(zhuǎn)換單元、計(jì)數(shù)器單元、占空比轉(zhuǎn)換單元、比較單元連接，用于為周期轉(zhuǎn)換單元、計(jì)數(shù)器單元、占空比轉(zhuǎn)換單元、比較單元單元提供時(shí)鐘；周期轉(zhuǎn)換單元與計(jì)數(shù)器單元、占空比轉(zhuǎn)換單元連接，用于將選擇和更新模塊輸出的周期值轉(zhuǎn)換為脈沖生成模塊需要的周期值，將轉(zhuǎn)換后的周期值傳給計(jì)數(shù)器單元和占空比轉(zhuǎn)換單元；計(jì)數(shù)器單元與比較單元連接，計(jì)數(shù)器單元根據(jù)周期值用于產(chǎn)生三角載波，將產(chǎn)生三角載波傳給比較單元；占空比轉(zhuǎn)換單元與比較單元連接，用于將選擇和更新模塊提供占空比轉(zhuǎn)換為脈沖生成模塊對(duì)應(yīng)的占空比，將轉(zhuǎn)換后占空比傳給比較單元；比較單元根據(jù)三角載波和占空比用于產(chǎn)生IGBT脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)逆變模塊的六個(gè)IGBT。