一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，直流電源通過直流調(diào)壓單元進(jìn)入逆變模塊，交流電源進(jìn)入負(fù)載模塊，各個(gè)檢測子模塊的信號(hào)輸出端連接控制系統(tǒng)模塊，控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的直流調(diào)壓的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)輸出到直流調(diào)壓單元，控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的逆變模塊的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)輸出到逆變模塊，逆變模塊的信號(hào)輸出端連接永磁同步電機(jī)；控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的負(fù)載模塊的控制信號(hào)輸出到負(fù)載模塊，負(fù)載模塊連接永磁同步電機(jī)。本實(shí)用新型充分利用了FPGA的電路定制與并行執(zhí)行特性，減少了硬件系統(tǒng)芯片的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性與靈活性，方便系統(tǒng)更新。
【專利說明】一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空間矢量脈沖寬度調(diào)制領(lǐng)域，尤其涉及一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器可將直流電源轉(zhuǎn)化為頻率和幅值可變的交流電源，由于如圖1所示的逆變器具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)方便等優(yōu)點(diǎn)，幾乎成了兩電平三相逆變器的標(biāo)準(zhǔn)配置，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)速的場合。采用的空間矢量脈沖寬度調(diào)制(space vector pulsewidth modulation, SVPWM)是基于“伏-秒平衡”的原理，用占空比不斷變換的高頻電壓脈沖按照時(shí)間平均來等效命令電壓。 [0003]基于平均意義上的電壓等效，SVPWM只規(guī)定了基本電壓矢量作用的時(shí)間，并未規(guī)定其作用的順序及分布，這就為大量調(diào)制策略的出現(xiàn)提供了可能。而逆變器中功率開關(guān)管的開關(guān)特性及脈沖寬度調(diào)制(PWM)的原理決定了死區(qū)、諧波等不可避免，死區(qū)及諧波帶來了能量損耗、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、電磁輻射、聲頻噪聲等一系列問題。因此，出現(xiàn)了一系列優(yōu)化技術(shù)，除了共有的優(yōu)化目標(biāo)外，針對不同的應(yīng)用又有特有的優(yōu)化目標(biāo)，因此出現(xiàn)了大量的調(diào)制策略。兩個(gè)零矢量作用時(shí)間可以按照任意比例進(jìn)行分配，可以分為多個(gè)時(shí)間段進(jìn)行作用；非零基本電壓矢量作用時(shí)間也可分為多段進(jìn)行；作用次序可以任意排列；在“伏-秒平衡”中，開關(guān)頻率是自由變量，其可以進(jìn)行優(yōu)化或隨機(jī)化。但是無論哪種策略都無法徹底消除死區(qū)及諧波，只能減小其影響。如，非連續(xù)PWM(DPWM)可以減小開關(guān)損耗，但是可能帶來諧波畸變增加；隨機(jī)SVPWM能大幅度減小集簇諧波的頻譜峰值，進(jìn)而提高電磁兼容性，但其頻譜擴(kuò)展特性可能會(huì)將諧波擴(kuò)展到不希望的頻段，還有可能增加諧波畸變；優(yōu)化SVPWM可以在獲得較小諧波畸變的同時(shí)提高電磁兼容性，但是帶來了控制器(如比例積分控制器，即PI控制器)參數(shù)變動(dòng)等問題，使控制系統(tǒng)復(fù)雜化。
[0004]逆變器的正常運(yùn)行過程是在確定的時(shí)間里有規(guī)則地使6個(gè)功率開關(guān)管導(dǎo)通、關(guān)斷，從而生成需要的電壓脈沖。圖1所示逆變器中，每相上下兩個(gè)開關(guān)管成互補(bǔ)導(dǎo)通。不同的開關(guān)狀態(tài)可以形成8個(gè)基本的電壓矢量，包括6個(gè)非零基本電壓矢量(
UlM2MiAAA )和2個(gè)零電壓矢量(?,^ )，如圖2所示。圖2中:1表示上臂開關(guān)管
導(dǎo)通，O表示下臂開關(guān)管導(dǎo)通。以6個(gè)非零基本電壓矢量的端點(diǎn)為頂點(diǎn)的正六邊形可分為如圖2所示的6個(gè)扇區(qū)。任何一個(gè)位于圖2所示的正六邊形內(nèi)的電壓矢量，都可由所處扇區(qū)
邊界的兩個(gè)非零基本電壓矢量及零電壓矢量(?,--)按照時(shí)間平均合成得到。為了減少開
關(guān)次數(shù)、提高輸出電壓的品質(zhì)，如在扇區(qū)①:中矢量作用順序是:
[0005]
U0 ift -^u7 -^u7ii9
[0006]將置于開關(guān)周期的兩端，置于中間；有的調(diào)制策略中兩個(gè)零矢量只選一個(gè)作用。目前討論最多、已廣泛應(yīng)用、具有代表性、或具有實(shí)用價(jià)值的SVPWM策略中，可歸納如下:
[0007](1)傳統(tǒng)的SVPWM:兩個(gè)零矢量作用時(shí)間，相等，都等于零矢量總作用時(shí)間的1/2，并且均勻地分配在周期的兩端。三相上臂開關(guān)管開關(guān)脈沖的波形如圖2所示。
[0008](2)非連續(xù)SVPWM，簡稱DPWM:圖2中三相上臂開關(guān)脈沖中高電平最寬的脈沖在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)一直為高電平，或高電平最窄的脈沖在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)一直為低電平，可保證在每一時(shí)刻總有一相開關(guān)不動(dòng)作。則開關(guān)次數(shù)約為原來的2/3，因此開關(guān)損耗可減小約1/3或減小更多。也就是說，在相同的開關(guān)損耗下，開關(guān)頻率可以提高到以前的約3/2倍。
[0009]DPWMMIN:不使用零矢量% ,即T麗=0，%觀=T測；
[0010]DPWMMAX:不使用零矢量 5。，即 %職=0，Tsw = Tsw ；
[0011]DPWMO:在圖2中，以0°開始劃分，每60。為一個(gè)區(qū)，交替選擇零矢量療。、氏。即，在扇區(qū)①、〔§)、⑤中使用島，在扇區(qū)②、④、@中使用5?；
[0012]DPWM1U90。開始劃分，每60。為一個(gè)區(qū)，交替選擇零矢量島、氏；
[0013]DPWM2:以仰。開始劃分，每go。為一個(gè)區(qū)，交替選擇零矢量療。、島。即，在扇區(qū)?,③、?中使用，在扇區(qū)@中使用；
[0014]DPWM3:以30。開始劃分，每60。為一個(gè)區(qū)，交替選擇零矢量5。、氏；
[0015]其他DPWM:自由設(shè)定開始劃分的角度。
[0016](3)隨機(jī)SVPWM:開關(guān)頻率、脈沖定位方式、兩個(gè)零矢量作用時(shí)間分配方式等一個(gè)或幾個(gè)因素進(jìn)行隨機(jī)化。包括:
[0017]隨機(jī)開關(guān)頻率SVPWM:開關(guān)頻率V?隨機(jī)化；
[0018]隨機(jī)脈沖位置SVPWM:在第①扇區(qū)中，A相的高電平在整個(gè)開關(guān)周期內(nèi)可以隨機(jī)
移動(dòng)相的高電平在A相高電平限制的范圍內(nèi)可以隨機(jī)移動(dòng)；C相的高電平在B相高電平限制的范圍內(nèi)可以隨機(jī)移動(dòng)；這三相可以只選擇一相、兩相、三相隨機(jī)。其他扇區(qū)中類似；
[0019]隨機(jī)零矢量分配SVPWM:兩個(gè)零矢量和的作用時(shí)間在比例上隨機(jī)化；
[0020]混合隨機(jī)SVPWM:以上三種隨機(jī)方式任意兩種或三種混合。
[0021](4)優(yōu)化SVPWM。針對SVPWM涉及的因素進(jìn)行優(yōu)化，主要包括:
[0022]零矢量分配因子優(yōu)化SVPWM:以諧波畸變最小為目標(biāo)，對^和良的作用時(shí)間分配比例進(jìn)行優(yōu)化；
[0023]開關(guān)周期/頻率優(yōu)化SVPWM:以諧波崎變最小為目標(biāo)，對開關(guān)周期/頻率進(jìn)行優(yōu)化。
[0024]上述SVPWM技術(shù)都是基于逆變器母線電壓恒定或被動(dòng)地實(shí)時(shí)檢測母線電壓，進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而產(chǎn)生6路控制脈沖；在母線電壓的控制方面并不考慮命令電壓矢量的具體值。實(shí)際上，對于相同的命令電壓矢量，不同的母線電壓下，逆變器輸出交流電的品質(zhì)有很大的差異。這為新調(diào)制策略的開發(fā)及逆變器性能的改善提供了廣闊的空間。對不同的調(diào)制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比、定性定量評價(jià)是合理選擇調(diào)制策略與研發(fā)新調(diào)制策略的基礎(chǔ)。但是，目前所有公開的文獻(xiàn)中，未見到有能夠集成大量空間矢量脈寬調(diào)制策略的試驗(yàn)裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0025]本實(shí)用新型的目的是提供一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，能夠進(jìn)行大量現(xiàn)有調(diào)制策略的實(shí)驗(yàn)。
[0026]本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)模塊、檢測模塊、逆變模塊、負(fù)載模塊與永磁同步電機(jī)，直流電源通過直流調(diào)壓單元進(jìn)入逆變模塊，交流電源進(jìn)入負(fù)載模塊，其中所述的檢測模塊包括測量直流電源輸出端的母線電壓、電流測量子模塊、逆變模塊的溫度與故障檢測子模塊、永磁同步電機(jī)的電流測量子模塊、轉(zhuǎn)子位置測量子模塊和扭矩測量子模塊，所述各個(gè)檢測子模塊的信號(hào)輸出端連接控制系統(tǒng)模塊，控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的直流調(diào)壓的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)輸出到直流調(diào)壓單元，控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的逆變模塊的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)輸出到逆變模塊，逆變模塊的信號(hào)輸出端連接永磁同步電機(jī)；控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的負(fù)載模塊的控制信號(hào)輸出到負(fù)載模塊，負(fù)載模塊連接永磁同步電機(jī)。
[0027]所述的控制系統(tǒng)模塊包括計(jì)算機(jī)、CAN卡、控制器與電可擦寫存儲(chǔ)器，所述的計(jì)算機(jī)通過CAN卡與控制器連接，控制器連接有電可擦寫存儲(chǔ)器。
[0028]所述的控制器預(yù)制有調(diào)制策略，所述的調(diào)制策略包括有:⑴、傳統(tǒng)的SVPWM，即兩個(gè)零矢量作用時(shí)間均分；(2)、DPWMO ； (3)、DPWMl ； (4)、DPWM2 ； (5)、DPWM3 ； (6)、DPWMMAX ；
(7)、DPWMIN ； (8)、其他DPWM ； (9)、隨機(jī)開關(guān)頻率SVPWM ； (10)、隨機(jī)零矢量分配SVPWM ；
(11)、隨機(jī)脈沖位置SVPWM ； (12)、混合隨機(jī)SVPWM ； (13)零矢量分配因子優(yōu)化SVPWM ;這13種策略均有直流母線電壓優(yōu)化與不優(yōu)化兩種選擇；除了(9)、(12)這兩種調(diào)制策略外，其他11種調(diào)制策略均有開關(guān)周期優(yōu)化與不優(yōu)化兩種選擇。
[0029]所述的檢測模塊還包括有永磁同步電動(dòng)機(jī)的噪聲測量子模塊，噪聲測量子模塊的信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行聲學(xué)分析。
[0030]所述的負(fù)載模塊包括變頻調(diào)速子模塊、負(fù)載電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器，所述的變頻調(diào)速子模塊的信號(hào)控制端連接控制器，變頻調(diào)速子模塊的信號(hào)輸出端連接負(fù)載電動(dòng)機(jī)，負(fù)載電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器連接永磁同步電動(dòng)機(jī)的輸出軸，所述的扭矩測量子模塊設(shè)置在永磁同步電動(dòng)機(jī)的輸出軸上。
[0031]所述的轉(zhuǎn)子位置測量子模塊采用編碼器，編碼器設(shè)置在永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。
[0032]本實(shí)用新型提供了一種空間矢量脈寬調(diào)制策略試驗(yàn)裝置，可進(jìn)行預(yù)置的40余種調(diào)制策略的實(shí)驗(yàn)研究，并可將多種策略進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成，方便了電機(jī)控制算法與調(diào)制策略的實(shí)驗(yàn)對比研究。還可以進(jìn)行調(diào)制策略的定制，特別方便。其中控制器采用了 FPGA芯片，充分利用了 FPGA的電路定制與并行執(zhí)行特性，提高了控制軟件執(zhí)行的速度，同時(shí)也減少了硬件系統(tǒng)芯片的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性與靈活性，方便系統(tǒng)更新。
[0033]由于基于空間矢量脈沖寬度調(diào)制的逆變系統(tǒng)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，在控制參數(shù)檢測的過程中需要傳輸大量的信息，本實(shí)用新型采用CAN總線為計(jì)算機(jī)和控制器通信，具有很強(qiáng)的抗干擾性及大的數(shù)據(jù)吞吐能力。【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為兩電平三相逆變器的示意圖；
[0035]圖2為基本電壓矢量及合成方法示意圖；
[0036]圖3為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖3所示，本實(shí)用新型公開了一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)模塊1、檢測模塊2、逆變模塊3、負(fù)載模塊4與永磁同步電機(jī)5，直流電源通過直流調(diào)壓單元32進(jìn)入逆變器33，交流電源進(jìn)入負(fù)載模塊4，其中所述的檢測模塊2包括母線電壓、電流測量子模塊21、逆變模塊的溫度與故障檢測子模塊22、永磁同步電機(jī)的電流測量子模塊23、轉(zhuǎn)子位置測量子模塊24和扭矩測量子模塊25、永磁同步電動(dòng)機(jī)的噪聲測量子模塊26，所述各個(gè)檢測子模塊的信號(hào)輸出端連接控制系統(tǒng)模塊1，控制系統(tǒng)模塊1將產(chǎn)生的直流調(diào)壓的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)31輸出到直流調(diào)壓單元32，控制系統(tǒng)模塊1將產(chǎn)生的逆變模塊的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)34輸出到逆變器33，控制逆變器33產(chǎn)生三相交流電壓脈沖，逆變器33驅(qū)動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)5 ;控制系統(tǒng)模塊1將產(chǎn)生的負(fù)載模塊的控制信號(hào)輸出到負(fù)載模塊4，負(fù)載模塊4連接永磁同步電機(jī)5。
[0038]其中所述的控制系統(tǒng)模塊1包括計(jì)算機(jī)11、CAN卡12、控制器13與電可擦寫存儲(chǔ)器14，所述的計(jì)算機(jī)1通過CAN卡12與控制器13連接，控制器13連接有電可擦寫存儲(chǔ)器14。
[0039]所述的負(fù)載模塊4包括變頻調(diào)速子模塊41、負(fù)載電動(dòng)機(jī)42與聯(lián)軸器43，所述的變頻調(diào)速子模塊41的信號(hào)控制端連接控制器13，變頻調(diào)速子模塊41的信號(hào)輸出端連接負(fù)載電動(dòng)機(jī)42,負(fù)載電動(dòng)機(jī)42的輸出軸通過聯(lián)軸器43連接永磁同步電動(dòng)機(jī)5的輸出軸。永磁同步電動(dòng)機(jī)5是控制系統(tǒng)模塊的控制對象，負(fù)載模塊4接受來自控系統(tǒng)制模塊的速度、扭矩等控制信號(hào)，產(chǎn)生對應(yīng)的轉(zhuǎn)速、扭矩輸出，充當(dāng)永磁同步電動(dòng)機(jī)5的負(fù)載。所述的扭矩測量子模塊25設(shè)置在永磁同步電動(dòng)機(jī)5的輸出軸上。所述的轉(zhuǎn)子位置測量子模塊24采用編碼器，編碼器設(shè)置在永磁同步電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)子上。
[0040]所述檢測模塊用來檢測狀態(tài)信號(hào)及電機(jī)閉環(huán)控制需要的反饋信號(hào)，其中母線電壓、電流測量子模塊21檢測直流母線電流與電壓，將其送入控制系統(tǒng)模塊1供SVPWM優(yōu)化算法及頻譜分析時(shí)使用；逆變模塊的溫度與故障檢測子模塊22用于檢測功率開關(guān)管的溫度、故障等信息，以保護(hù)試驗(yàn)裝置；永磁同步電機(jī)的電流測量子模塊23、轉(zhuǎn)子位置測量子模塊24和扭矩測量子模塊25、分別檢測永磁同步電動(dòng)機(jī)5的三相電流、轉(zhuǎn)子位置、輸出扭矩，將其送入控制系統(tǒng)模塊1供電機(jī)控制算法及頻譜分析時(shí)使用。由于不同的調(diào)制策略下，逆變器輸出的三相高頻電壓脈沖信號(hào)的占空比等特性差異很大，這就導(dǎo)致永磁同步電動(dòng)機(jī)5輸出電磁轉(zhuǎn)矩、聲頻噪聲等的巨大差異，因此本實(shí)用新型提供的噪聲測量子模塊26將測量的噪聲信號(hào)直接傳送給計(jì)算機(jī)11，計(jì)算機(jī)11記錄噪聲信號(hào)，進(jìn)行聲學(xué)分析，并在顯示器上實(shí)時(shí)顯示，也可存儲(chǔ)于硬盤，以便不同調(diào)制策略間進(jìn)行對比研究，定性定量評價(jià)時(shí)使用。檢測模塊的測量分為高速測量與低速測量，分別為在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)采樣一次及很多次。運(yùn)行在控制器中的閉環(huán)控制算法需要的反饋為低速測量信號(hào):一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)的三相電流、轉(zhuǎn)子位置、直流母線電壓、電機(jī)輸出扭矩，這些信號(hào)只需要在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)采樣一次即可，這部分測量數(shù)據(jù)直接送控制器13中；而計(jì)算機(jī)11在進(jìn)行不同調(diào)制策略微觀比較及頻譜分析時(shí)需要高速測量信號(hào)，三相電流、直流母線電壓與電流僅在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)采樣一次是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要采樣很多次，為了減小CAN總線通訊的負(fù)荷，這部分檢測數(shù)據(jù)直接送計(jì)算機(jī)11中。
[0041]控制器13接收來自計(jì)算機(jī)11的參數(shù)設(shè)置等信息，并將部分需要保存的信息，如比例積分(PI)控制器參數(shù)、永磁同步電動(dòng)機(jī)5的參數(shù)、定制調(diào)制策略等，存儲(chǔ)于電可擦寫存儲(chǔ)器14中，待控制及調(diào)制算法運(yùn)行的過程中從電可擦寫存儲(chǔ)器14中讀取這些信息；控制器13根據(jù)計(jì)算機(jī)11設(shè)定的4種控制算法:轉(zhuǎn)矩控制、速度控制、位置控制、d、q軸電流控制，自動(dòng)選擇運(yùn)行對應(yīng)的閉環(huán)控制算法；控制算法中需要的PI控制器、永磁同步電動(dòng)機(jī)5、開關(guān)周期優(yōu)化表格、隨機(jī)SVPWM中需要的隨機(jī)數(shù)、母線電壓優(yōu)化參數(shù)等的信息直接由計(jì)算機(jī)11設(shè)定，或直接從電可擦寫存儲(chǔ)器14中讀??；閉環(huán)控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)反饋的信息，直接從電壓與電流測量子模塊21、電流測量子模塊23、轉(zhuǎn)子位置測量子模塊24、扭矩測量子模塊25中獲得；控制器13在每個(gè)開關(guān)周期(調(diào)制周期)內(nèi)通過CAN卡12，用CAN總線將實(shí)時(shí)采集至IJ的永磁同步電機(jī)5的三相電流、轉(zhuǎn)子位置、輸出轉(zhuǎn)矩、d軸與q軸實(shí)際電流、逆變器溫度與故障、直流母線電壓等信息傳送給計(jì)算機(jī)11 ;控制器13的閉環(huán)控制算法中將生成目標(biāo)電壓矢量，根據(jù)計(jì)算機(jī)11設(shè)定的調(diào)制策略及相應(yīng)的參數(shù)產(chǎn)生隔離驅(qū)動(dòng)子模塊34所需要的6路開關(guān)脈沖控制信號(hào)及隔離驅(qū)動(dòng)31所需要的開關(guān)脈沖控制信號(hào)；控制器13實(shí)時(shí)獲取溫度與故障檢測子模塊22輸出的逆變器子模塊33溫度及故障信息，若逆變器出現(xiàn)異常，則停機(jī)報(bào)警，并在計(jì)算機(jī)11的顯示器上顯示。
[0042]本實(shí)用新型提供的空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，所有的控制操作都在計(jì)算機(jī)11上進(jìn)行，操作方便，并能可視化顯示實(shí)時(shí)的控制信息，并能夠在一個(gè)臺(tái)裝置上進(jìn)行大量的調(diào)制策略實(shí)驗(yàn)研究，而且本裝置具有很強(qiáng)的抗干擾性與擴(kuò)充性。通過計(jì)算機(jī)11可以完成調(diào)制策略、控制方法等的選擇及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，并實(shí)時(shí)顯示永磁同步電動(dòng)機(jī)5的三相電流值、輸出轉(zhuǎn)矩、母線電壓值與電流、噪聲等及一些量的頻譜信息，并可以將這些結(jié)果進(jìn)行打印、保存，并在需要的時(shí)候進(jìn)行回放。
[0043]其中所述的調(diào)制策略包括有:(I)、傳統(tǒng)的SVPWM，即兩個(gè)零矢量作用時(shí)間均分；
(2)、DPWMO ； (3)、DPWMl ； (4)、DPWM2 ； (5)、DPWM3 ； (6)、DPWMMAX ； (7)、DPWMIN ; (8)、其他DPWM ； (9)、隨機(jī)開關(guān)頻率SVPWM ； (10)、隨機(jī)零矢量分配SVPWM ； (11)、隨機(jī)脈沖位置SVPWM ；
(12)、混合隨機(jī)SVPWM ； (13)零矢量分配因子優(yōu)化SVPWM ;這13種策略均有直流母線電壓優(yōu)化與不優(yōu)化兩種選擇；除了(9)、(12)這兩種，其他11種策略均有開關(guān)周期優(yōu)化與不優(yōu)化兩種選擇。本試驗(yàn)裝置還提供了調(diào)制策略的定制功能，其方法是:將矢量的作用方式、周期參數(shù)、優(yōu)化方法、隨機(jī)變量的分布形式等數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)11上，制作為文本文件或Excel文件固定的數(shù)據(jù)格式，通過CAN卡12發(fā)送到控制器13中，在控制器13的控制下將這些參數(shù)存儲(chǔ)于電可擦寫存儲(chǔ)器14中。
[0044]需要注意的是，上述具體實(shí)施例僅僅是示例性的，在本實(shí)用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形(例如將電可擦寫存儲(chǔ)器E2PR0M變?yōu)镕lash存儲(chǔ)器，將直流調(diào)壓單元32變?yōu)榭煽卣髯幽K，或?qū)⒂来磐诫妱?dòng)機(jī)5變?yōu)槠渌愋偷碾妱?dòng)機(jī)，或?qū)⒇?fù)載模塊4變?yōu)榇欧壑苿?dòng)模塊，將計(jì)算機(jī)11變?yōu)榍度胧娇刂葡到y(tǒng)等)，而這些改進(jìn)或者變形均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實(shí)用新型的目的，并非用于限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括控制系統(tǒng)模塊、檢測模塊、逆變模塊、負(fù)載模塊與永磁同步電機(jī)，直流電源通過直流調(diào)壓單元進(jìn)入逆變模塊，交流電源進(jìn)入負(fù)載模塊，其中所述的檢測模塊包括測量直流電源輸出端的母線電壓、電流測量子模塊、逆變模塊的溫度與故障檢測子模塊、永磁同步電機(jī)的電流測量子模塊、轉(zhuǎn)子位置測量子模塊和扭矩測量子模塊，所述各個(gè)檢測子模塊的信號(hào)輸出端連接控制系統(tǒng)模塊，控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的直流調(diào)壓的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)輸出到直流調(diào)壓單元，控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的逆變模塊的控制信號(hào)通過隔離驅(qū)動(dòng)輸出到逆變模塊，逆變模塊的信號(hào)輸出端連接永磁同步電機(jī)；控制系統(tǒng)模塊將產(chǎn)生的負(fù)載模塊的控制信號(hào)輸出到負(fù)載模塊，負(fù)載模塊連接永磁同步電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的控制系統(tǒng)模塊包括計(jì)算機(jī)、CAN卡、控制器與電可擦寫存儲(chǔ)器，所述的計(jì)算機(jī)通過CAN卡與控制器連接，控制器連接有電可擦寫存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的檢測模塊還包括有永磁同步電動(dòng)機(jī)的噪聲測量子模塊，噪聲測量子模塊的信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的負(fù)載模塊包括變頻調(diào)速子模塊、負(fù)載電動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器，所述的變頻調(diào)速子模塊的信號(hào)控制端連接控制器，變頻調(diào)速子模塊的信號(hào)輸出端連接負(fù)載電動(dòng)機(jī)，負(fù)載電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器連接永磁同步電動(dòng)機(jī)的輸出軸，所述的扭矩測量子模塊設(shè)置在永磁同步電動(dòng)機(jī)的輸出軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空間矢量脈沖寬度調(diào)制試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子位置測量子模塊采用編碼器，編碼器設(shè)置在永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK203504472SQ201320626088
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】陳國強(qiáng), 康件麗, 趙俊偉, 陳水生, 楊偉東 申請人:河南理工大學(xué)