电机控制系统及svpwm的死区插入方法_2

文档序号:8364951阅读:来源:国知局
一个实施例的在两相调制方式2中基本电压矢量与内部电 压矢量之间切换的电平状态分析图;以及
[0034] 图14为根据本发明又一个实施例的不同区间的内部电压矢量切换的电平状态分 析图。
【具体实施方式】
[0035] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
[0036] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且 目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0037] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语"安装"、"相连"、 "连接"应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可 以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据 具体情况理解上述术语的具体含义。
[0038] 下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的SVPWM的死区插入方法以及电机 控制系统。
[0039] 图1为根据本发明实施例的SVPWM的死区插入方法的流程图。如图1所示,该 SVPWM的死区插入方法包括以下步骤:
[0040] S1,获取控制器的当前PWM周期输出状态。
[0041] 其中,根据本发明的一个实施例,控制器的PWM周期输出状态包括恒高状态、恒低 状态和调制状态。
[0042] 根据本发明的一个具体示例,在SVPWM中,当控制器的输出电压工作在电压空间 的内部时,如图2所示,通过三相调制方式输出的各相电平均为调制状态;当控制器的输出 电压到达电压空间的边界时,如图3所示,输出的各相电平中至少有一相电平为恒高状态 或者恒低状态。
[0043] S2,判断当前PWM周期输出状态是否与控制器的下一个PWM周期期望输出状态相 同。
[0044] 根据本发明的一个具体示例,在SVPWM中,如图2所示,采用三相调制方式进行调 制时,当基本电压矢量与内部电压矢量之间进行切换时,由于基本电压矢量中的各相电平 为恒高状态或者恒低状态,并且内部电压矢量中的各相电平为调制状态,因此存在恒高状 态与调制状态之间的切换以及恒低状态与调制状态之间的切换,例如,第一基本电压矢量 % (100)向内部电压矢量t进行切换时,存在恒高状态与调制状态之间以及恒低状态与调 制状态之间的切换;当内部电压矢量t向第二基本电压矢量V 2(110)进行切换时,存在调制 状态与恒高状态之间以及调制状态与恒低状态之间的切换。
[0045] 如图3所示,当基本电压矢量与边界电压矢量之间进行切换时,由于基本电压矢 量中的各相电平为恒高状态或者恒低状态,并且边界电压矢量中的各相电平中至少有一相 电平为恒高状态或者恒低状态,因此存在恒高状态与调制状态之间的切换以及恒低状态与 调制状态之间的切换,例如,第一基本电压矢量% (100)向边界电压矢量¥(1进行切换时,存 在恒低状态与调制状态之间的切换;当边界电压矢量\向第二基本电压矢量V 2 (110)进行 切换时,存在调制状态与恒高状态之间的切换。
[0046] 如图4所示,当基本电压矢量之间进行切换时,由于基本电压矢量中的各相电平 为恒高状态或者恒低状态,因此存在恒高状态与恒低状态之间的切换。例如,第一基本电压 矢量%(100)向第二基本电压矢量V2(110)进行切换时,存在恒高状态与恒低状态之间的切 换。
[0047] S3,如果当前PWM周期输出状态与下一个PWM周期期望输出状态不同,则根据当前 PWM周期输出状态与下一个PWM周期期望输出状态进一步判断是否在下一个PWM周期开始 前插入死区时间。
[0048] 根据本发明的一个实施例,上述的SVPWM的死区插入方法还包括:如果当前PWM周 期输出状态与下一个PWM周期期望输出状态相同,则无需插入死区时间。
[0049] 其中,根据本发明的一个实施例,死区时间为控制器的过渡PWM周期,过渡PWM周 期包括过渡恒高状态、过渡恒低状态和过渡调制状态。
[0050] 根据本发明的一个实施例,根据当前PWM周期输出状态与下一个PWM周期期望输 出状态进一步判断是否在下一个PWM周期开始前插入死区时间,具体包括:如果下一个PWM 周期期望输出状态为调制状态,并且当前PWM周期输出状态为恒低状态或者过渡恒低状 态,则无需插入死区时间;如果下一个PWM周期期望输出状态为调制状态,并且当前PWM周 期输出状态为恒高状态或者过渡恒高状态,则在下一个PWM周期开始前插入死区时间,以 使下一个PWM周期输出状态为过渡调制状态;如果下一个PWM周期期望输出状态为调制状 态,并且当前PWM周期输出状态为过渡调制状态,则下一个PWM周期输出状态为调制状态。
[0051] 根据本发明的一个实施例,根据当前PWM周期输出状态与下一个PWM周期期望输 出状态进一步判断是否在下一个PWM周期开始前插入死区时间,还包括:如果下一个PWM周 期期望输出状态为恒高状态,并且当前PWM周期输出状态为调制状态或者过渡调制状态, 则在下一个PWM周期开始前插入死区时间,以使下一个PWM周期输出状态为过渡恒高状态; 如果下一个PWM周期期望输出状态为恒高状态,并且当前PWM周期输出状态为恒低状态或 者过渡恒低状态,则在下一个PWM周期开始前插入死区时间,以使下一个PWM周期输出状态 为过渡恒高状态;如果下一个PWM周期期望输出状态为恒高状态,并且当前PWM周期输出状 态为过渡恒高状态,则下一个PWM周期输出状态为恒高状态。
[0052] 根据本发明的一个实施例,根据当前PWM周期输出状态与下一个PWM周期期望输 出状态进一步判断是否在下一个PWM周期开始前插入死区时间,还包括:如果下一个PWM周 期期望输出状态为恒低状态,并且当前PWM周期输出状态为调制状态或者过渡调制状态, 则无需插入死区时间;如果下一个PWM周期期望输出状态为恒低状态,并且当前PWM周期输 出状态为恒高状态或者过渡恒高状态,则在下一个PWM周期开始前插入死区时间,以使下 一个PWM周期输出状态为过渡恒低状态;如果下一个PWM周期期望输出状态为恒低状态,并 且当前PWM周期输出状态为过渡恒低状态,则下一个PWM周期输出状态为恒低状态。
[0053] 具体地,记调制状态、恒高状态和恒低状态分别为SO、S1和S2, PWM波形的周期为 Ts。如图5所示,通过分析控制器的PWM周期输出状态的切换情况可知,当PWM周期输出状 态在恒高状态S1与调制状态S0之间进行切换时,如图5所示的(al),包括恒高状态S1向 调制状态S0切换以及调制状态S0向恒高状态S1切换,此时需要插入死区时间即控制器的 过渡PWM周期,才能保证功率开关管不存在短暂直通危险;当PWM周期输出状态在恒低状态 S2与调制状态S0之间进行切换时,如图5所示的(a2),包括恒低状态S2向调制状态S0切 换以及调制状态S0向恒低状态S2切换,此时功率开关管不存在短暂直通危险,因此无需插 入死区时间;当PWM周期输出状态在恒高状态S1与恒低状态S2之间进行切换时,如图5所 示的(a3),包括恒低状态S2向恒高状态S1切换以及恒高状态S1向恒低状态S2切换,此时 需要插入死区时间即控制器的过渡PWM周期,才能保证功率开关管不存在短暂直通危险。
[0054] 进一步地,记过渡调制状态、过渡恒高状态和过渡恒低状态分别为T0、T1和T2。如 图6所示的(bl),由恒低状态S2切换到调制状体S0或者由调制状体S0切换到恒低状态 S2时,无需插入死区时间,直接进行状态切换;如图6所示的(b2),由恒高状态S 1切换到 调制状态S0时,需要插入过渡调制状态T0 ;如图6所示的(b3)和(b4),由调制状态S0切 换到恒高状态S1或者由恒低状态S2切换恒高状态S1时,需要插入过渡恒高状态T1 ;如图 6所示的(b5),由恒高状态S1切换到恒低状态S2时,需要插入过渡恒低状态T2。
[0055] 可以理解的是,如果当前PWM周期输出状态与下一个PWM周期期望输出状态相同, 例如,当前PWM周期输出状态为恒高状态S1,下一个PWM周期期望输出状态也是恒高状态 S1,则不存在状态之间的切换,因此无需插入过渡PWM周期。并且,过渡调制状态T0到调制 状态S0、过渡
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