專利名稱：一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及同步調制領域，特別涉及一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方 法及系統(tǒng)。
技術背景空間矢量脈沖寬度調制(SVPWM, Space Vector Pulse Width Modulation)是基于電機磁鏈軌跡跟蹤的控制思想，而得到的一種脈沖寬度調制(PWM, Pulse Width Modulation )。對于交流電機，在忽略定子電阻時，電機定子電壓 空間矢量的積分即為電機定子磁鏈空間矢量，通過控制作用于電機的電壓矢量 以及該電壓矢量的作用時間，控制電機的磁場軌跡。基于所述SVPWM的同 步調制通過控制脈沖序列輸出的角度來達到減少電流諧波和轉矩脈動的目的。 交流電機進行閉環(huán)控制時，由于反饋的電壓信號、電流信號和轉速信號中 包含諧波和噪聲，因此計算得到的參考電壓也包含諧波和噪聲。尤其在動態(tài)過 程中，參考電壓的角度波動很大，很難通過比較參考電壓角度的變化量AS來控制脈沖序列輸出需要的角度，導致同步調制的性能下降，甚至導致整個交流 傳動系統(tǒng)無法正常工作。參見圖l,該圖為現(xiàn)有技術閉環(huán)控制時參考電壓和參 考電壓角度的波形圖。圖1中的圖A是參考電壓的波形，圖B是圖A參考電壓對 應的角度波形。從圖l中可以看出，所述參考電壓和參考電壓的角度都存在嚴 重的諧波和噪聲，通過比較參考電壓的角度來控制脈沖序列輸出需要的角度會 造成誤差，導致同步調制性能下降。參見圖2，該圖為現(xiàn)有技術閉環(huán)控制的同步調制系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術閉環(huán)控制 的同步調制系統(tǒng)包括同步最優(yōu)脈沖寬度調制器1、電機模型單元2、軌跡控 制器3和誤差估計單元4。同步最優(yōu)脈沖寬度調制器1用于產(chǎn)生最優(yōu)脈沖序列。 誤差估計單元2用于計算定子磁鏈矢量的動態(tài)調制誤差&)。電機模型單元3 用于估計定子磁鏈軌跡v^(,)和基波角頻率《,。軌跡控制器4用于產(chǎn)生一個脈 沖序列的補償量?，F(xiàn)有技術閉環(huán)控制的同步調制系統(tǒng)需要先將脈沖序列需要輸 出的角度除以基波角頻率w,將角度換算為時間，再利用定時器輸出最優(yōu)脈沖序 列。所述最優(yōu)脈沖序列疊加所述軌跡控制器4產(chǎn)生的補償量得到新的脈沖序 列?，F(xiàn)有技術閉環(huán)控制的同步調制系統(tǒng)計算方法繁瑣，需要將脈沖序列需要輸出的角度轉換為時間，通過定時器來控制所述脈沖序列的輸出時間，由于在定 時器輸出最優(yōu)脈沖序列的時間段內，基波角頻率是不斷變化的，而所述時間段 不會因為不斷變化的基波角頻率而做出調整，導致同步調制性能下降，甚至達 不到同步調制的目的。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法及系統(tǒng)，減少 計算步驟，使同步調制更準確。本發(fā)明提供一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法，所述方法包括以下步驟獲取參考電壓、直流側電壓^、基波角頻率w、； 計算調制比 附，計算參考電壓經(jīng)過的角度M和參考電壓調制的角度& ;由所述參考電壓經(jīng)過的角度AS 、調制的角度《,和調制比m計算脈沖序列 輸出的角度；將基波角頻率隨時間積分的角度《的變化量A《.與所述脈沖序列輸出的角度比較；根據(jù)比較結果輸出脈沖序列。優(yōu)選地，所述計算參考電壓經(jīng)過的角度AS和參考電壓調制的角度&,具 體為由公式AP—A^+l)x,-e計算參考電壓經(jīng)過的角度Ae ，其中 =[e/(^)]， 為采樣點，^為參考電壓的角度，[]表示舍棄取整，如果本次計算的i^與上次計算的 一樣則A^增加1, w為載波比；由公式 & = W +1) x f -寧計算參考電壓調制的角度化。優(yōu)選地，所述由參考電壓經(jīng)過的角度A^、調制的角度&和調制比m計算 脈沖序列輸出的角度，具體為<formula>formula see original document page 7</formula>其中《、^、 ^為對于所述參考電壓經(jīng)過的角度M的占空比;<formula>formula see original document page 7</formula>A《=x c/2獲得所述脈沖序列輸出的角度△《、、 AP。 A6n = A6*x <in優(yōu)選地，所述基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量A《由公式A《=《0)-《(0) = 獲得，該公式離散化為=7>、 + A《(w);式中r、.為計算所述基波角頻率隨時間積分的角度《.的變化量△《,時的步長；a《w表示當前時刻的所述基波角頻率a隨時間積分的角度《的變化量；A~M)表示上一時刻的所述基波角頻率&隨時間積分的角度《的變化量。 優(yōu)選地，所述將基波角頻率《、.隨時間積分的角度《.的變化量A《與所述脈 沖序列輸出的角度比較前還包括設定所述基波角頻率&隨時間積分的角度《的變化量A《與所述脈沖序列輸出的角度的比較次序和比較數(shù)值。優(yōu)選地，所述將基波角頻率a隨時間積分的角度&的變化量A《與所述脈 沖序列輸出的角度比較還包括判斷基波角頻率化.隨時間積分的角度《的變化量A《是否大于所述參考電 壓經(jīng)過的角度A^;如果是，則置當前時刻的基波角頻率^,隨時間積分的角度《 的變化量A0,為0,重新計算所述基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量 A《。本發(fā)明還提供一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 獲取單元，用于獲取參考電壓、直流側電壓^、基波角頻率w,;第一計算單元，用于計算調制比w;第二計算單元，用于計算參考電壓經(jīng)過的角度a^和參考電壓調制的角度 第三計算單元，用于由所述參考電壓經(jīng)過的角度as、調制的角度^和調制比m計算脈沖序列輸出的角度；比較單元，用于將基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量△《與所述 脈沖序列輸出的角度比較；輸出單元，用于才艮據(jù)比較結果輸出脈沖序列。優(yōu)選地，所述第二計算單元，用于計算參考電壓經(jīng)過的角度A^和參考電 壓調制的角度&具體為由公式A^-(A^+l)x警—e計算參考電壓經(jīng)過的角度,其中 =[^/(^)]， &為釆樣點，e為參考電壓的角度，[]表示舍棄取整，如果本次計算的與上次計算的 一樣則增加1 ， w為載波比；由公式& = W +1) x警-警計算參考電壓調制的角度& 。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第四計算單元，用于計算所述基波角頻率w,隨時間積分的角度《的變化量A《，將計算結果發(fā)送至所述比較單元，第四單元的具體計算公式為A《=《.o)-《(o) = I a &,上述7>式離散4匕為A《(t) = r,v + d ;式中rv為計算所述基波角頻率&隨時間積分的角度《.的變化量a《.時的步長；a《.("表示當前時刻的所述基波角頻率w、.隨時間積分的角度《.的變化量； a《(h表示上一時刻的所述基波角頻率％隨時間積分的角度《的變化量。 優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括與所述第三計算單元相連的設定單元，用于設定所述基波角頻率w、.隨時間積分的角度《.的變化量與所述脈沖序列輸出的角度的比較次序和比較數(shù)值。包括判斷單元，用于判斷基波角頻率^隨時間積分的 角度《的變化量A《是否大于所述參考電壓經(jīng)過的角度/^;如果是，則置當前時刻的基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量A《w為0,重新計算所述基 波角頻率A隨時間積分的角度《的變化量A《。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過計算脈沖序列輸出的角度，將所述脈沖序列輸出的角度與所述 基波角頻率化隨時間積分的角度《的變化量A<9S比較，根據(jù)比較結果輸出所述 脈沖序列。本發(fā)明直接以角度為基準，不需要將角度轉換為時間，減少了計算 步驟。由于所述參考電壓經(jīng)過的角度包含諧波和噪聲，所以基波角頻率^隨 時間積分的角度《.的變化量A《比所述參考電壓經(jīng)過的角度AS穩(wěn)定，并且兩者相對各自起點所經(jīng)過的角度變化量是一致的，用 一個穩(wěn)定量代替一個包含諧波和噪聲的量所述參考電壓經(jīng)過的角度避免了閉環(huán)系統(tǒng)中諧波和噪聲造成的同步調制性能下降，保證同步調制更準確。


圖1是現(xiàn)有技術閉環(huán)控制時參考電壓和參考電壓角度的波形圖； 圖2是現(xiàn)有技術閉環(huán)控制的同步調制框圖；圖3是本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第一實施例流程圖；圖4是本發(fā)明同步空間矢量調制角度示意圖；圖5是本發(fā)明脈沖序列與脈沖序列輸出的角度的關系圖；圖7是本發(fā)明基波角頻率隨時間積分的角度《的變化量A《與脈沖序列輸 出的角度比較第一示意圖；圖8是本發(fā)明基波角頻率隨時間積分的角度《的變化量A《與脈沖序列輸出的角度比較第二示意圖；圖9是本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第二實施例流程圖； 圖10是本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)第 一實施例結構圖； 圖11是本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)第二實施例結構圖； 圖12是本發(fā)明基于間接磁場定向控制的同步空間矢量閉環(huán)同步調制框圖。9具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。下面結合圖3詳細說明本發(fā)明所述基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第 一實施例。參見圖3,該圖為本發(fā)明所述基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第一實施 例流程圖。所述基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第 一實施例包括以下步驟 S301:獲取參考電壓、直流側電壓^、基波角頻率化。 S302:計算調制比w。所述調制比附由公式附=《/^獲得，其中^為直 流側電壓，R為所述參考電壓。S303:計算參考電壓經(jīng)過的角度M和參考電壓調制的角度^。S304:由所述參考電壓經(jīng)過的角度A^、調制的角度&和調制比""十算脈 沖序列輸出的角度。S305:將基波角頻率&隨時間積分的角度《的變化量A《.與所述脈沖序列 輸出的角度比較；根據(jù)比較結果輸出脈沖序列。本發(fā)明通過計算脈沖序列輸出的角度，將所述脈沖序列輸出的角度與所述 基波角頻率w,隨時間積分的角度《的變化量A《比較，根據(jù)比較結果輸出所述 脈沖序列，不需要將角度轉換為時間，減少了計算步驟；由于所述參考電壓經(jīng) 過的角度包含諧波和噪聲，所以基波角頻率隨時間積分的角度《.的變化 量A《比所述參考電壓經(jīng)過的角度M穩(wěn)定，并且兩者相對各自起點所經(jīng)過的角 度變化量是一致的，用一個穩(wěn)定量代替一個包含諧波和噪聲的量，避免了閉環(huán) 系統(tǒng)中諧波和噪聲造成的同步調制性能下降，保證同步調制更準確。下面結合圖4詳細說明怎樣計算參考電壓經(jīng)過的角度AS和參考電壓調制的角度&。參見圖4，本發(fā)明同步空間矢量調制角度示意圖。 考電壓經(jīng)過的角度AS由公式(1)計算A"(A^+1 -P (1)參考電壓經(jīng)過的角度M,其中 =[^/(享)]，i^為采樣點，0為參考電壓的角度，[]表示舍棄取整，如果本次計算的A^與上次計算的i^一樣則A^增加 1; N為載波比，由基波角頻率w,查表1獲得載波比N，其中角頻率w,與頻率 f的關系為化=2# 。由基波角頻率a計算出頻率f,查表1獲得頻率f對應的 載波比N。___^_載波比/廣/3 參考電壓調制的角度化由公式(2)計算K +1)x^-^ (2)下面介紹如何由所述參考電壓f s經(jīng)過的角度、調制的角度&和調制比 w計算脈沖序列輸出的角度。雖然所述參考電壓g的角速度是不斷變化的，但可以設所述參考電壓g經(jīng) 過角度AS的平均速度是6^，由公式(3)可得經(jīng)過A^的時間T，將公式(3) 代入公式(4 )可得公式(5 )。r』 (3)<formula>formula see original document page 12</formula>化公式(5)中的A《、A《、A&為所述脈沖序列輸出的角度。化簡公式(5) 可得公式(6),公式(6)兩邊同除以A0則得到公式(7) 公式(7)中的^、 J2、 c/。為對于角度A^的占空比，而不是對于時間的占 空比，如果希望得到實際輸出的角度，將《、"2、 d。分別乘以A^即可得到公式 (8)，其中A《、A《、A^為所述所述脈沖序列輸出的角度。A《=A9x《 A仗=APx t/n(8)參見圖5,該圖為本發(fā)明脈沖序列與脈沖序列輸出的角度的關系圖。圖5中《為所述參考電壓，A^為所述參考電壓經(jīng)過的角度，其中基本電壓矢量C、 f,、 為所述脈沖序列，△《、A《、A^。為脈沖序列巧、g、 ^〃輸出的角度。所述脈沖序列輸出的角度A《、A^、 A&之和為所述參考電壓經(jīng)過 的角度A^。下面介紹如何獲得基波角頻率a角度《的變化量△《，設每組脈沖序列的初 始時刻都是零，即得初始時刻《的位置《(0) = 0，則得到《(,)相對初始時刻的變 4匕量A《為A《,)-《(0)=— (9)再將上式離散化，得到A =7X+A%—" (10)公式(io)中，r、為計算所述基波角頻率化角度《的變化量A《時的步長，A《w表示當前時刻的所述基波角頻率角度《的變化量，A《(rd表示上一時刻的所述基波角頻率w,角度《的變化量。下面說明為什么可以用基波角頻率《s隨時間積分的角度《的變化量A《替 換參考電壓角度變化量A^ ,以一個穩(wěn)定變化的量替換一個包含諧波和噪聲的 量，進行角度的比較。雖然由基波角頻率份、隨時間積分的角度《與參考電壓角S之間存在相位誤差，兩者經(jīng)過的角度是不同的，但是根據(jù)電機本身的運行特性，兩者相對各自 起點所經(jīng)過的角度變化量是一致的，即兩者在一段時間內的角度變化量是一致 的。需要說明的是，基波角頻率w,的獲取方式有^f艮多種，本發(fā)明實施例所述將 基波角頻率&隨時間積分的角度《.的變化量A《代替參考電壓經(jīng)過的角度 所述基波角頻率可以為轉子磁鏈角頻率也可以為定子磁鏈角頻率，也可以根據(jù) 需要為其他角頻率。下面以轉子》茲鏈角頻率作為基波角頻率a為例對整個方法進行說明，并結 合圖6詳細說明用轉子磁鏈角《的變化量A《替代所述參考電壓經(jīng)過的角度A^ 的原理。圖。雖然所述參考電壓^和所述轉子》茲鏈^之間有一定的相位差，所述參考電壓^的角度^與所述轉子磁鏈^角《不同，但是由于電機本身的運行特性，兩 者相對各自的起點所經(jīng)過的角度變化量是一致的，即A《=A6 (11)因此所述轉子磁鏈角《的變化量A《可以替代所述參考電壓經(jīng)過的角度 AS。同理，我們還可以采用定子磁鏈角和定子電流角，也可以根據(jù)需要為其 他角度變化量。下面詳細介紹如何實現(xiàn)脈沖序列的輸出，將所述基波角頻率&隨時間積分 的角度《的變化量A《與所述脈沖序列輸出的角度比較，根據(jù)比較的結果輸出 相應的"永沖序列。參見圖7,該圖為本發(fā)明基波角頻率隨時間積分的角度《的變化量A《與 脈沖序列輸出的角度比較第一示意圖。由圖7所示，隨著基波角頻率w,隨時間積分的角度《的變化量A《的增力口， 經(jīng)比較可得，當A《小于A《時，輸出基本電壓矢量巧。當A《大于A《并且小于 A《+A《時，豐lT出基本電壓矢量《。當A《.大于A《+A《并且小于A(92 時，輸出基本電壓矢量^,,。本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制可以根據(jù)實際需要，調整所述脈沖序 列輸出角度的比較次序和比較數(shù)值，達到對基本電壓矢量輸出次序和方式的控 制。下面結合圖8詳細說明如何通過改變所述脈沖序列輸出角度的比較次序 來控制基本電壓矢量輸出次序。參見圖8,該圖為本發(fā)明基波角頻率&隨時間積分的角度《.的變化量A《與 脈沖序列輸出的角度比較第二示意圖。首先，基波角頻率&隨時間積分的角度A的變化量A《與所述脈沖序列輸 出的角度A《比較，根據(jù)比較結果輸出基本電壓矢量^。當然基波角頻率w,隨 時間積分的角度《的變化量A《也可以先與1/2*厶《比較，輸出基本電壓矢量 g。然后再與1/2承A《+ A《比較，輸出基本電壓矢量巧。接著與1/2*A《+ A《+Ae。 比較，輸出基本電壓矢量f^,。最后與A《+ A《+ AP。比較，輸出基本電壓矢量g。下面結合圖9詳細說明本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制的具體實現(xiàn) 方法。參見圖9，該圖為本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第二實施例流 程圖。本實施例是以間接磁場定向控制為例來說明本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán) 同步調制方法的實現(xiàn)，當然可以以其他控制方式來實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法第二實施例包括以下步驟 S901:將定時值7;送入定時器0，并啟動定時器。 S902:判斷是否達到定時值7;，如果是則執(zhí)行S903，反之等待。 S903:采才羊電流/。、、和4爭速0和直流側電壓^。S904:由所述電流,'。、4和轉速w獲得同步旋轉坐標系下定子電流^、 ~和 基波角頻率化。S卯5:由給定的轉子-茲鏈K、電磁轉矩7;*及上述獲得的同步旋轉坐標系 下定子電流^、，;獲得參考電壓。S906:判斷轉子磁鏈角《的變化量A《是否大于參考電壓矢量經(jīng)過的角度 A人如果是，執(zhí)行步驟S907,否則執(zhí)行步驟S912。S907:置當前時刻的轉子^^連角《的變化量A《w為0。S908:由所述參考電壓和直流側電壓獲得調制比w 。S909:由A0"A^+l)x警-^計算所述參考電壓經(jīng)過的角度;由& = +1) x警-誓計算所述參考電壓調制的角度& 。S910:由所述參考電壓經(jīng)過的角度A^、調制的角度&和調制比w計算脈 沖序列輸出的角度。S911:設定所述轉子磁鏈角A的變化量A &與所述脈沖序列輸出的角度的 比較次序和比較數(shù)值。S912:計算所述轉子磁鏈角《的變化量A《。S913:將轉子磁鏈角《的變化量A《與所述脈沖序列輸出的角度比較；根 據(jù)比較結果輸出脈沖序列。對于上述基于空間矢量的同步調制方法，本發(fā)明還提供了基于空間矢量的 閉環(huán)同步調制的系統(tǒng)，下面結合具體實施例來詳細說明其組成部分。參見圖10,該圖為本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)第一實施例15結構圖。獲取單元1001,獲取參考電壓、直流側電壓^、基波角頻率化； 第一計算單元1002,計算調制比w;第二計算單元1003,計算所述參考電壓經(jīng)過的角度A^和所述參考電壓調 制的角度A, A^表示第幾次采樣；第三計算單元1004,由所述參考電壓經(jīng)過的角度A^、調制的角度^和調 制比m計算脈沖序列輸出的角度；比較單元1005,將基波角頻率化隨時間積分的角度《的變化量A《與所述 脈沖序列輸出的角度比較；輸出單元1006,根據(jù)比較結果輸出脈沖序列。本發(fā)明通過用 一個穩(wěn)定變化量代替一個包含諧波和噪聲的變化量，避免了 閉環(huán)系統(tǒng)中諧波和噪聲造成的同步調制性能下降。由于電流z'。、 ^和轉速w是實時釆集的，計算A《時，采用積分算法，再通過控制A《的計算時間，即步長r、.， r、越短，計算結果越精確，這樣將基波角頻率^,的變化也考慮了進來， 同步調制的角度能夠更準確。參見圖11,該圖為本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)第二實施例 結構圖。本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)第二實施例與第 一實施例的區(qū) 別增加了設定單元1107、判斷單元1108、第四計算單元1109。設定單元1107設定所述基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量A《. 與所述脈沖序列輸出的角度的比較次序和比較數(shù)值。判斷單元1108判斷所述基波角頻率^,隨時間積分的角度《的變化量A《 是否大于所述參考電壓矢量經(jīng)過的角度A0;如果是，則置當前時刻的基波角 頻率隨時間積分的角度《.的變化量為0，重新計算所述基波角頻率w,隨 時間積分的角度6>,的變化量A《.。第四計算單元1109計算所述基波角頻率w,隨時間積分的角度《.的變化量 △《，將計算結果發(fā)送至所述比較單元1005。第四計算單元1109的具體計算公式為A《=《( )-《(0) = w,,上述公式離散化為<formula>formula see original document page 17</formula>
式中，j;為計算所述基波角頻率化隨時間積分的角度《的變化量A《時的步長；△《w表示當前時刻的所述基波角頻率《s隨時間積分的角度《.的變化量；△6>,(M)表示上一時刻的所述基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量。 需要說明的是，基波角頻率化的獲取方式有很多種，本發(fā)明實施例所述將 基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量A《代替參考電壓經(jīng)過的角度AP, 所述基波角頻率可以為轉子》茲鏈角頻率也可以為定子》茲鏈角頻率，也可以根據(jù)需要為其他角頻率。下面以轉子磁鏈角頻率作為基波角頻率w、為例對整個方法進行說明。為了 使本領域技術人員更充分實施本發(fā)明，下面結合本發(fā)明的實際應用來詳細說明 本發(fā)明基于空間矢量的閉環(huán)同步調制的實現(xiàn)。參見圖12,該圖為本發(fā)明基于間接磁場定向控制的同步空間矢量閉環(huán)同 步調制框圖。本發(fā)明所述基于間接磁場定向控制的同步空間矢量閉環(huán)同步調制系統(tǒng)包 括電流模型1201、間接磁場定向控制器1202、閉環(huán)同步調制器1203、逆變器 1204和電機1205。所述電流才莫型1201釆集所述電機1205的兩相電流/。、、和轉速w，并生成基波角頻率化.和所述同步^走轉坐標系下定子電流^ 、 ,9 。所述間接磁場定向控制器1202由給定的轉子磁鏈^和電磁轉矩7;'生成所 述參考電壓R。所述閉環(huán)同步調制器1203由間接磁場定向控制器1202獲得的所述參考電 壓和采樣的直流側電壓計算調制比m ;由所述基波角頻率獲得載波比N;由<formula>formula see original document page 17</formula>計算所述參考電壓經(jīng)過的角度;由<formula>formula see original document page 17</formula>,一f計算所述參考電壓調制的角度^ 。由參考電壓經(jīng)過的角度、調制的角度《,和調制比w計算脈沖序列輸出的角度；將轉子磁鏈角《的變 化量a《與脈沖序列輸出的角度比較；根據(jù)比較單元的比較結果輸出脈沖序列。逆變器1204由所述脈沖序列將所述直流側母線電壓^逆變?yōu)榕c參考電壓 ]^一致的輸出電壓，輸出給所述電機1205,從而控制所述電機1205實現(xiàn)同步 調制。本發(fā)明基于間接磁場定向控制的同步空間矢量閉環(huán)同步調制的核心為所 述閉環(huán)同步調制器1203,將轉子磁鏈角《的變化量A《與脈沖序列輸出的角度 比較；根據(jù)比較結果輸出脈沖序列，不需要將角度轉換為時間，減少了計算步 驟。由于轉子磁鏈角《的變化量A《比所述參考電壓經(jīng)過的角度AP穩(wěn)定，并且 兩者相對各自起點所經(jīng)過的角度變化量是一致的，所以用 一個穩(wěn)定量代替一個 包含諧波和噪聲的量，避免了閉環(huán)系統(tǒng)中諧波和噪聲造成的同步調制性能下 降。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的 限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何 熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述 揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改 為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本于本發(fā)明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1、一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟獲取參考電壓、直流側電壓Vdc、基波角頻率ωs；計算調制比m；計算參考電壓經(jīng)過的角度Δθ和參考電壓調制的角度θm；由所述參考電壓經(jīng)過的角度Δθ、調制的角度θm和調制比m計算脈沖序列輸出的角度；將基波角頻率ωs隨時間積分的角度θs的變化量Δθs與所述脈沖序列輸出的角度比較；根據(jù)比較結果輸出脈沖序列。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算參考電壓經(jīng)過的角度AS和參考電壓調制的角度4，具體為由公式A^(A^+l)x^-^計算參考電壓經(jīng)過的角度M，其中^=[^/(^)]， &為采樣點，^為參考電壓的角度，[]表示舍棄取整，如果本次計算的 與上次計算的A^—樣則A^增加1， W為 載波比；由公式《 1)><警-f計算參考電壓調制的角度&。
3、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述由參考電壓經(jīng)過的角 度AP、調制的角度&和調制比w計算脈沖序列輸出的角度，具體為<formula>formula see original document page 2</formula>其中《、^、 d。為對于所述參考電壓經(jīng)過的角度A0的占空比；由公式<formula>formula see original document page 2</formula>A《=x ^獲得所述脈沖序列輸出的角度A《、A《、 A仗=A^x^
4、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基波角頻率^隨時間 積分的角度《的變化量△《由公式△《=《0) - & (0) = _(獲得，該公式離散化式中Z;為計算所述基波角頻率ws隨時間積分的角度《的變化量A《時的步長；A9,表示當前時刻的所述基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量； A《(M)表示上一時刻的所述基波角頻率隨時間積分的角度《的變化量。
5、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將基波角頻率^隨時 間積分的角度《.的變化量A《與所述脈沖序列輸出的角度比較前還包括設定所述基波角頻率&隨時間積分的角度《的變化量A《與所述脈沖序列 輸出的角度的比較次序和比較數(shù)值。
6、 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述將基波角頻率^隨時 間積分的角度《的變化量與所述脈沖序列輸出的角度比較還包括判斷基波角頻率《、.隨時間積分的角度《.的變化量△《是否大于所述參考電 壓經(jīng)過的角度A^;如果是，則置當前時刻的基波角頻率份、隨時間積分的角度《 的變化量A《("為0,重新計算所述基波角頻率^隨時間積分的角度《的變化量 A《.。
7、 一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 獲取單元，用于獲取參考電壓、直流側電壓J^、基波角頻率《、.； 第一計算單元，用于計算調制比附；第二計算單元，用于計算參考電壓經(jīng)過的角度和參考電壓調制的角度第三計算單元，用于由所述參考電壓經(jīng)過的角度A^、調制的角度&和調 制比m計算脈沖序列輸出的角度；比較單元，用于將基波角頻率隨時間積分的角度《的變化量△《與所述 脈沖序列輸出的角度比較；輸出單元，用于根據(jù)比較結果輸出脈沖序列。
8、 根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二計算單元，用于計算參考電壓經(jīng)過的角度A^和參考電壓調制的角度^具體為由公式A^ = (A^+l)x^-e計算參考電壓經(jīng)過的角度△《，其中tv =[^/(叢)]，&為采樣點，^為參考電壓的角度，[]表示舍棄取整，如果本次計算的與上次計算的—樣則 增加1 ， w為載波比；由公式^ 1} x享-^計算參考電壓調制的角度《,。
9、 根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第四計算 單元，用于計算所述基波角頻率w,隨時間積分的角度《的變化量A《，將計算 結果發(fā)送至所述比較單元，第四單元的具體計算公式為A《=《.(0 —《(0) = I,上述7>式離散^匕為A《.w = 7>, + A《"—)；式中7;為計算所述基波角頻率&隨時間積分的角度《.的變化量A《時的步長；A《w表示當前時刻的所述基波角頻率《、.隨時間積分的角度《.的變化量； A《u n表示上一時刻的所述基波角頻率a隨時間積分的角度《的變化量。
10、 根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述第 三計算單元相連的設定單元，用于設定所述基波角頻率w,隨時間積分的角度《. 的變化量與所述脈沖序列輸出的角度的比較次序和比較數(shù)值。
11、 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括判斷單元， 用于判斷基波角頻率^隨時間積分的角度《.的變化量A《是否大于所述參考電 壓經(jīng)過的角度A^;如果是，則置當前時刻的基波角頻率w,隨時間積分的角度6^ 的變化量A《("為0,重新計算所述基波角頻率化隨時間積分的角度《的變化量 A《。
全文摘要
本發(fā)明一種基于空間矢量的閉環(huán)同步調制方法，包括獲取參考電壓、直流側電壓V_dc、基波角頻率ω_s；計算調制比m；計算參考電壓經(jīng)過的角度Δθ和參考電壓調制的角度θ_m；由所述參考電壓經(jīng)過的角度Δθ、調制的角度θ_m和調制比m計算脈沖序列輸出的角度；將基波角頻率ω_s隨時間積分的角度θ_s的變化量Δθ_s與所述脈沖序列輸出的角度比較；根據(jù)比較結果輸出脈沖序列。本發(fā)明直接以角度為基準，用一個穩(wěn)定量代替一個包含諧波和噪聲的量，避免了閉環(huán)系統(tǒng)中諧波和噪聲造成的同步調制性能下降，保證同步調制更準確。
文檔編號H02P21/14GK101330271SQ20081013122
公開日2008年12月24日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權日2008年8月1日
發(fā)明者丁榮軍, 李江紅, 為 許, 陳華國 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司