[發明專利]擴展脈沖寬度調制電壓源逆變器中的線性調制范圍的占空比生成方法

在審

• 申請號: 202080047426.6
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN114097171A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: C·W·西克里斯特
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387;H02M1/38;H02P27/08
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曾祥生

1.一種用于多相電機(28)的控制系統(20)，其用于控制電流在電壓源(22)和多相電機之間的流動以將電機作為馬達操作，所述控制系統包括：

其中在多相電機的各相與電壓源之間，控制系統包括：

高側二極管(30A-C)和高側開關(34A-C)，其并聯定位在電壓源的正極端子和電機之間，其中高側二極管相對于正極端子反向偏置；以及

低側二極管(32A-C)和低側開關(36A-C)，其并聯定位在電壓源的負極端子和電機之間，其中低側二極管相對于電機反向偏置；

其中控制系統是具有脈沖循環持續時間的脈沖寬度調制控制系統，并且其中控制系統的物理部件限定最小占空比(Dmin)，控制系統進一步限定死區時間占空比(Ddead)并且可操作以限定從零到一的可變占空比(D*)，其中由控制系統限定的可變占空比是使用載波信號確定的，其中載波信號從脈沖循環開始處的1.0線性下降到脈沖循環中點處的0.0并從脈沖循環中點處的0.0線性上升到脈沖循環結束點處的1.0，其中用于控制高側開關和低側開關的命令被確定為載波信號的函數：

其中Dmin是在電機作為馬達操作期間由控制系統限定的最小非零占空比；并且

其中在電機操作期間由控制系統限定的最大非單位占空比(Dmax)等于(1-Dmin)。

2.根據權利要求1所述的控制系統，其中當可變占空比在Dmin和(Dmax-2(Ddead))之間并且電流為正時，控制系統命令：

高側開關在載波信號大于D*時打開，在載波信號小于D*時閉合；以及

低側開關在載波信號大于(D*+2(Ddead))時閉合，在載波信號小于(D*+2(Ddead))時打開；并且

其中當可變占空比(D*)在(Dmin+2(Ddead))和Dmax之間且電流為負時，控制系統命令：

高側開關在載波信號大于(D*-2(Ddead))時打開，在載波信號小于(D*-2(Ddead))時閉合；以及

低側開關在載波信號大于D*時閉合，在載波信號小于D*時打開。

3.根據權利要求1所述的控制系統，其中當電流為正并且(D*+2(Ddead))大于Dmax且D*等于或低于Dmax時，控制系統命令：

高側開關在載波信號小于D*時閉合，在載波信號大于D*時打開；以及

低側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內打開；并且

其中當電流為負并且(D*-2(Ddead))小于Dmin且D*大于或等于Dmin時，控制系統命令：

高側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內打開；以及

低側開關在載波信號大于D*時閉合，在載波信號小于D*時打開。

4.根據權利要求1所述的控制系統，其中當電流為正并且D*大于Dmax且D*也等于或低于(1-Dmin/2)時，控制系統命令：

高側開關在載波信號小于Dmax時閉合，在載波信號大于Dmax時打開；以及

低側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內打開；并且

其中當電流為負并且D*大于Dmax且D*也小于或等于(1-Dmin/2)時，控制系統命令：

高側開關在載波信號小于(Dmax-2(Ddead))時閉合，在載波信號大于(Dmax-2(Ddead))時打開；以及

低側開關在載波信號大于Dmax時閉合，在載波信號小于Dmax時打開。

5.根據權利要求1所述的控制系統，其中當電流為正并且D*大于(1-Dmin/2)時，控制系統命令：

高側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內閉合；以及

低側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內打開；并且

其中當電流為負并且D*大于(1-Dmin/2)時，控制系統命令：

高側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內閉合；以及

低側開關在整個脈沖循環持續時間(PWM周期)內打開。