牵引电机调制方法和装置的制造方法_2

文档序号:8352159阅读:来源:国知局
图4为本发明实施例二中牵引电机进行调制的波形示意图。如图4所示,纵坐标 为表示PWM频率,横坐标表示牵引电机的转动速率,横坐标上的V f表示上述的预设阈值,而 PWM频率是在异步调制过程中是变化的;具体的,上述随机选择的斜率值是在提前预设的 斜率库中随机选择的,例如斜率库中存储了 K1至K2tl共20个斜率;可以理解的,上述"当前 时刻"为相对概念,即在每一次个闭环控制的开始时刻即为一个当前时刻;在更新载波的频 率以使PWM信号的频率变化时,便在斜率库中随机选择一个斜率值;例如,在第一个当前时 亥IJ,可能随机选择的斜率值为K 1,而在下一个当前时刻随机选择的斜率值为K18。
[0034] 以图4中A点处对应的门极脉冲信号的频率作为当前时刻的第一门极脉冲信号的 频率,则在进行S201时,根据实际情况的不同,执行S201时采用下述任一种方式:
[0035] 第一种方式,该A点处对应的门极脉冲信号的频率大于500Hz (该500Hz为当前 时刻之前的门极脉冲信号的频率),即当第一门极脉冲信号的频率大于该第一门极脉冲 信号之前的门极脉冲信号的频率,且小于上限门极脉冲信号的频率(本实施例的图4中以 1000Hz为例),则在执行S201时,在斜率库中随机选择一个斜率值K 1,并根据第一牵引电机 转动速率获得更新频率后的载波,该更新频率后的载波用于使第一门极脉冲信号的频率按 照随机选择的斜率K 1增长为所述第二门极脉冲信号的频率,即通过执行S202,获得图4中 点B处对应的门极脉冲信号的频率;根据第一种方式,门极脉冲信号的频率会按照随机选 择的斜率值逐渐增长为C点对应的门极脉冲信号的频率;或者,
[0036] 第二种方式,此时可以理解为,随着异步调制的进行,门极脉冲信号的频率增长至 C点对应的门极脉冲信号的频率,此时,C点对应的门极脉冲信号的频率为当前时刻的门极 脉冲信号的频率,即当第一门极脉冲信号的频率等于上限门极脉冲信号的频率时,即当前 时刻的门极脉冲信号的频率为C点对应的门极脉冲信号的频率,执行S201时,随机选择了 斜率值K 2,并根据第一牵引电机转动速率(C点对应的转动速率频率)获得更新频率后的载 波,该更新频率后的载波用于使该第一门极脉冲信号的频率按照斜率值的负值(即-K 2)减 小为第二门极脉冲信号的频率,即通过S202,获得D点对应的门极脉冲信号的频率;或者,
[0037] 第三种方式,以该D点对应的门极脉冲信号的频率为当前时刻的门极脉冲信号的 频率,即当第一门极脉冲信号的频率小于当前时刻之前的门极脉冲信号的频率(即C点对 应的门极脉冲信号的频率),且大于下限门极脉冲信号的频率(E点对应的门极脉冲信号的 频率),执行S201时,随机选择斜率值K 16,,并根据第一牵引电机转动速率和第一门极脉冲 信号的频率获得更新频率后的载波,该更新频率后的载波用于在执行S202时,使第一门极 脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为第二门极脉冲信号的频率;或者
[0038] 第四种方式,当随着异步调制的进行,E点对应的门极脉冲信号的频率则成为当前 时刻的门极脉冲信号的频率时,即当第一门极脉冲信号的频率等于下限门极脉冲信号的频 率时,根据第一牵引电机转动速率和第一门极脉冲信号的频率获得更新频率后的载波,所 述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率K增大为 所述第二门极脉冲信号的频率。
[0039] 基于上述任意一种方式,在牵引电机调制装置在执行S201至S202时,即控制第一 门极脉冲信号的频率按照斜率K增大为所述第二门极脉冲信号的频率过程中,牵引电机调 制装置具有存储功能及逻辑运算功能,因此牵引电机调制装置可记录每一个当前时刻采样 得到的第一门极脉冲信号的频率,因此可以实现比较当前时刻的第一门极脉冲信号的频率 与该当前时刻之前的门极脉冲信号的频率的功能;另外,在使第一门极脉冲信号的频率按 照随机变化斜率值变为第二门极脉冲信号的频率时,是按照预设的变化差值以获得第二门 极脉冲信号的频率,也就是说第二门极脉冲信号的频率是一个目标值,而且门极脉冲信号 是由载波叠加三角波形成的,因此门极脉冲信号的频率和载波的频率相关,因此牵引电机 调制装置通过控制载波的频率,可以获得作为目标值的第二门极脉冲信号的频率。
[0040] S203、判断第二牵引电机转动速率是否为所述预设阈值,若是,执行S205 ;若否, 则执行S204。
[0041] S204、将第二牵引电机转动速率作为新的第一牵引电机转动速率,且将第二门极 脉冲信号的频率作为新的第一门极脉冲信号的频率。
[0042] 随后,返回执行S201和S202,直至通过S203判断确定第二牵引电机转动速率为所 述预设阈值,则执行S205。
[0043] 本领域技术人员熟知,异步调制包括多次循环的闭环控制,因此上述第一及第二 为相对概念,在通过一次闭环控制(S201~S202)确定的第二门极脉冲信号的频率及第二 牵引电机转动速率,经过S203的判断及S204的处理,返回执行S201~S202,即进行下一次 闭环控制;也就是说,通过一次闭环控制得到的第二门极脉冲信号的频率及第二牵引电机 转动速率,成为下一次闭环控制开始时刻(该开始时刻也就是前述的当前时刻)第二门极脉 冲信号的频率及第二牵引电机转动速率,且在每一次闭环控制(S201~S202)时,会随机选 择斜率值。
[0044] S205、基于牵引电机的异步调制,当牵引电机转动速率为预设阈值时,对牵引电机 进行同步调制。
[0045] 通过异步调制的进行,牵引电机转动速率会增长到预设阈值,则此时开始进行同 步调制,该同步调制采用的具体方法与现有技术类似,在此不再赘述。
[0046] 需要补充说明的是,上述异步调制过程中,PWM频率的变化是有范围限制的,常见 的限制范围是图4中由两条虚线限制的变化扇区,如使用水平直线丽限定上限频率,使用 斜线OP限定下限频率;当然在实际中,可根据需要选择不同的限定范围,例如都可采用水 平直线限定上限频率和限定下限频率,则此时下限频率是固定不变的值;而在本实施例中, 是使用斜线OP限定下限频率,因此下限门极脉冲信号的频率包括至少两个候选下限频率, 且各个候选下限频率各自对应一个转动速率,具体参考图4,各个候选下限频率为表示PWM 变化的三角波形与斜线OP相交的各个交点纵坐标为候选下限频率,相应的,各个交点的横 坐标为各个候选下限频率各自对应一个转动速率。按照图4实施本实施例时,上限频率满 足斜率为〇的第一直线方程(图4中的MN);而至少两个候选下限频率及各个候选下限频率 所对应的转动速率满足第二直线方程(斜线0P),该第一直线方程和所述第二直线方程用于 限定所述随机PWM信号的频率变化的扇区。
[0047] 进一步的,在实施本实施例之前,牵引电机调制装置根据预设的扇区和预设的斜 率值确定了各个候选下限频率和上限门极脉冲信号的频率。以图4为例,第一直线方程(水 平直线MN) y = 1000限定上限门极脉冲信号的频率,第二直线方程
【主权项】
1. 一种牵引电机调制方法,其特征在于,包括: 采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长;所 述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生; 基于牵引电机的异步调制,当牵引电机转动速率为预设阈值时,对牵引电机进行同步 调制。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特
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