一種電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中spwm的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及交流異步電機(jī)的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]交流異步電機(jī)在采用SPWM控制技術(shù)時(shí)，其直流電壓利用率理論上的最大值為
0.866，而電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，該數(shù)值極大的影響電機(jī)的外特性，特別是最大扭矩。
[0003]對(duì)高性能交流傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，充分利用直流電壓，是獲得最大輸出電磁轉(zhuǎn)矩的一個(gè)很重要的因素，尤其是在弱磁調(diào)速階段。兩電平電壓型逆變器采用傳統(tǒng)的SPWM控制時(shí)輸出電壓只能達(dá)到方波工況的78.54 %(線(xiàn)性工作區(qū))。為了獲得更大的輸出電壓，逆變器必須工作在過(guò)調(diào)制區(qū)，直至達(dá)到方波工況。進(jìn)入過(guò)調(diào)制區(qū)后，輸出電壓將出現(xiàn)嚴(yán)重畸變，影響電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，因此需要特殊的控制方法，保證在提高調(diào)制系數(shù)的同時(shí)，使電機(jī)在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中有較好的控制特性，實(shí)現(xiàn)控制規(guī)律的線(xiàn)性化和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的減少。
[0004]上述可知，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)作進(jìn)一步完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能夠極大的提高直流電壓利用率，過(guò)調(diào)制區(qū)能夠跟隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而變化，效率高，多數(shù)工作區(qū)諧波含量小，能夠滿(mǎn)足電機(jī)控制SPWM的技術(shù)要求的電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]上述的電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)，其包括正弦表初始化單元、電流取樣單元、過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元、比較控制單元、采樣點(diǎn)控制單元、正弦表更新單元、移相控制單元、脈沖輸出與控制單元、占空比計(jì)算單元和載波比計(jì)算單元；所述的正弦表初始化單元和電流取樣單元連接，并集成為一體，構(gòu)成所述正弦表初始化單元和電流取樣單元集成體；所述電流取樣單元包括電流檢測(cè)硬件處理電路；所述電流檢測(cè)硬件處理電路是由芯片A1、瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3、電容C10~C20、電阻R18~R28、芯片U4、運(yùn)算放大器Q4和Q5連接組成；所述的過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元和比較控制單元連接，并集成為一體，構(gòu)成所述過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元和比較控制單元集成體；所述正弦表初始化單元和電流取樣單元集成體連接所述過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元和比較控制單元集成體；所述正弦表更新單元分別連接所述正弦表初始化單元和電流取樣單元集成體、所述過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元和比較控制單元集成體以及所述載波比計(jì)算單元；所述采樣點(diǎn)控制單元分別連接所述載波比計(jì)算單元和所述移相控制單元；所述移相控制單元一端連接于所述占空比計(jì)算單元；所述占空比計(jì)算單元一端連接所述脈沖輸出與控制單元。
[0008]所述電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)，其中:所述比較控制單元是用于產(chǎn)生脈沖。
[0009]所述電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)，其中:所述載波比計(jì)算單元在異步調(diào)制時(shí)的載波比為6的整數(shù)倍。
[0010]所述電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)，其中:所述芯片A1的1號(hào)引腳連接+5V電源，2號(hào)引腳接地；所述瞬態(tài)抑制二極管TVS2的陽(yáng)極端接地，陰極端連接所述芯片A1的3號(hào)引腳；所述電容C10 —端接地，另一端連接+5V電源；所述電容C11 一端連接所述芯片A1的3號(hào)引腳，另一端接地；所述電容C12 —端連接所述芯片A1的3號(hào)引腳，另一端連接所述電阻R20并通過(guò)所述電阻R20連接至所述芯片U3的引腳IN1 ;所述電阻R18 —端接地，另一端連接于所述芯片A1的3號(hào)引腳與所述電容C12的連接點(diǎn)；所述電阻R19—端接地，另一端連接于所述電容C12與電阻R20的連接點(diǎn)；所述芯片U4通過(guò)引腳IN2接地，通過(guò)引腳V+連接+5V電源；所述電容C13 —端連接+5V電源，另一端接地；所述電容C14為極性電容，其正極端連接所述芯片U3的引腳Vout，負(fù)極端分別連接所述芯片U3的引腳0UTRIN、引腳EN和引腳GND ;所述電阻R21 —端連接所述芯片U3的引腳Vout，另一端連接所述電阻R23并通過(guò)所述電阻R23連接所述運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端；所述電容C15 —端連接所述電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地；所述電阻R22 —端連接所述電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地；所述運(yùn)算放大器Q4的正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，反相輸入端連接所述電阻R24并通過(guò)所述電阻R24接地；所述電容C16 —端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端與反相輸入端之間；所述電阻R25連接于所述運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端之間；所述電容C17并聯(lián)于所述電阻R25兩端；所述電容C18—端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端接地；所述電阻R26并聯(lián)于所述電容C18兩端；所述電阻R27 —端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接于所述運(yùn)算放大器Q5的同相輸入端；所述運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端相連；所述電阻R28 —端連接所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接有端子ADCIN5 ;所述電容C19 一端連接所述端子ADCIN5，另一端接地；所述瞬態(tài)抑制二極管TVS3的陽(yáng)極端接地，陰極端連接所述端子ADCIN5 ;所述電容C20 —端連接+5V電源，另一端接地。
[0011]有益效果:
[0012]本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在傳統(tǒng)的調(diào)制方法基礎(chǔ)上，采用改進(jìn)的控制算法，能夠極大的提高直流電壓利用率，同時(shí)該數(shù)值能夠根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化進(jìn)行同步變化；電機(jī)控制用SPWM過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)對(duì)直流電壓利用率高，過(guò)調(diào)制區(qū)能夠跟隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而變化，效率高，多數(shù)工作區(qū)諧波含量小，能夠滿(mǎn)足電機(jī)控制SPWM的技術(shù)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)的電流取樣單元的電流檢測(cè)硬件處理電路圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)的移相控制單元的三個(gè)半橋?qū)?yīng)的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1至3所示，本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制中SPWM的過(guò)調(diào)制控制系統(tǒng)，包括正弦表初始化單元1、電流取樣單元2、過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元3、比較控制單元4、正弦表更新單元5、載波比計(jì)算單元6、采樣點(diǎn)控制單元7、移相控制單元8、占空比計(jì)算單元9和脈沖輸出與控制單元10。
[0017]其中，該正弦表初始化單元1和電流取樣單元2集成為一體，該過(guò)調(diào)制系數(shù)控制單元3和比較控制單元4也集成為一體。
[0018]該正弦表初始化單元1是根據(jù)同步調(diào)制的載波比(根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍，將其整個(gè)頻率分成多段，每一段的載波比是事先設(shè)定好的。)的大小來(lái)計(jì)算正弦表，得到在不同采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正弦值；其中，該正弦表初始化單元1 一端連接于電流取樣單元2。
[0019]該電流取樣單元2是實(shí)時(shí)計(jì)算兩相定子繞組的電流，并且形成在不同轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速下的電流表；其中，如圖2所示，該電流取樣單元2包括電流檢測(cè)硬件處理電路，該電流檢測(cè)硬件處理電路是由芯片A1、瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3、電容C10~C20、電阻R18~R28、芯片U4、運(yùn)算放大器Q4和Q5連接組成；其中，該芯片A1的1號(hào)引腳連接+5V電源，2號(hào)引腳接地；該瞬態(tài)抑制二極管TVS2的陽(yáng)極端接地，陰極端連接芯片A1的3號(hào)引腳；該電容C10一端接地，另一端連接+5V電源；該電容C11 一端連接芯片A1的3號(hào)引腳，另一端接地；該電容C12 —端連接芯片A1的3號(hào)引腳，另一端連接電阻R20并通過(guò)電阻R20連接至芯片U3的引腳IN1 ;該電阻R18 —端接地，另一端連接于芯片A1的3號(hào)引腳與電容C12的連接點(diǎn)；該電阻R19 —端接地，另一端連接于電容C12與電阻R20的連接點(diǎn)；該芯片U4通過(guò)引腳IN2接地，通過(guò)引腳V+連接+5V電源；電容C13 —端連接+5V電源，另一端接地；該電容C14為極性電容，其正極端連接芯片U3的引腳Vout，負(fù)極端分別連接芯片U3的引腳0UTRIN、引腳EN和引腳GND ;電阻R21 —端連接芯片U3的引腳Vout，另一端連接電阻R23并通過(guò)電阻R23連接運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端；電容C15 —端連接電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地；電阻R22 —端連接電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地；該運(yùn)算放大器Q4的正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，反相輸入端連接電阻R24并通過(guò)電阻R24接地；該電容C16 一端連接于運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端與反相輸入端之間；該電阻R25連接于運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端之間；該電容C17并聯(lián)于電阻R25兩端；電容C18 —端連接于運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端接地；該電阻R26并聯(lián)于該電容C18兩端；該電阻R27 —端連接于運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接于運(yùn)算放大器Q5的同相輸入端；該運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端相連；該電阻R28 —端連接運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連