的大小 事先设定好）的大小来计算正弦表，得到在不同采样点对应的正弦值。
[0023] 该占空比计算单元3 -端连接于相位调整与计算单元4,其是根据电机当前的载 波信号、调制波信号和调制度(载波信号为高频的等腰三角波；调制波信号为希望得到的信 号，即频率可变的正弦波；调制度主要是进行速度闭环控制时，如果转子转速大于给定转速 并且两者的偏差大于某一数值时就减小调制度，如果转子转速小于给定转速并且两者的偏 差大于某一数值时就增加调制度）计算当前的六个脉冲的占空比，利用查表的方法进行计 算。其中，该占空比计算单元3是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器 Q1、光电耦合器Ul和施密特触发器U2连接组成；该电阻Rl-端连接+12V电源，另一端通 过电阻R2连接共模抑制电感T其中一个输入端，该电阻Rl与电阻R2的连接点还连接有端 子BMB并通过端子BMB连接在电机的正交编码器的转速脉冲输出端；电容Cl并联于共模抑 制电感T的两个输入端之间且一端还接地；电容C2并联于共模抑制电感T的两个输出端 之间且一端还接地；该电压比较器Ql的电源正极端连接+12V电源，电源负极端接地，同相 输入端连接共模抑制电感T其中一个输出端，反相输入端连接电阻R3并通过电阻R3连接 +6V的电源；电阻R4 -端连接+12V的电源，另一端连接电压比较器Ql的输出端；该光电耦 合器Ul的阴极端接地，阳极端通过电阻R5连接至电压比较器Ql的输出端，基极连接+3. 3V 电源，发射极接地，集电极通过电阻R7连接至施密特触发器U2的端口A;电阻R6 -端连接 +3. 3V电源，另一端连接光电耦合器Ul的集电极；电容C3-端连接于光电耦合器Ul的集电 极与电阻R6、R7的连接点，另一端接地；电容C4 一端接地，另一端连接于电阻R6、光电耦合 器Ul的基极与+3. 3V电源的连接点；该施密特触发器U2通过端子GND接地，通过端子VCC 连接+3. 3V电源；电容C5 -端连接+3. 3V电源，另一端接地；电容C6 -端连接施密特触发 器U2的端子Y，另一端接地；电阻R8 -端连接于电容C6与施密特触发器U2的端子Y之间 的连接点，另一端连接有输出端子CAP2并通过输出端子CAP2连接到DSP的速度捕捉口。
[0024] 该相位调整与计算单元4 一端连接于载波频率计算单元5,其是在同步调制中根 据不同频段的载波比(在分段同步调制阶段，同步调制的载波比根据定子电压频率的大小 和开关频率的大小事先设定好的)，计算三相逆变器中3个半桥的初始相位对应的采样点。
[0025] 该载波频率计算单元5是在同步调制中根据当前频段的载波比和调制波频率(载 波信号为高频的等腰三角波，调制波信号为希望得到的信号，即频率可变的正弦波；调制 度主要是进行速度闭环控制时，如果转子转速大于给定转速并且两者的偏差大于某一数值 时就减小调制度，如果转子转速小于给定转速并且两者的偏差大于某一数值时就增加调制 度）来计算开关频率。
[0026] 该载波比计算单元6是计算模式分析与判断单元1异步调制时的载波比，为了减 小谐波和减缓波形的不对称，在异步调制时，尽量考虑频率过渡平滑的同时要保证载波比 为6的整数倍，采用查表的方法来计算不同工况下的载波比。
[0027] 该扭矩调节单元7(在闭环控制单元中，调节输出扭矩以适应负载转矩的变化，保 证转子转速和定子电流能够跟随给定转速和负载轻重的变化而变化）一端连接该正弦表计 算单元2、占空比计算单元3、相位调整与计算单元4和载波频率计算单元5的集成体，另一 端连接脉冲输出与控制单元8,其是根据负载的不同来调节电机的转动扭矩。
[0028] 该脉冲输出与控制单元8是根据占空比计算单元3、载波比计算单元6、扭矩调节 单元7计算得到的输出，在定时中断周期中进行更新脉冲的等效宽度和频率。
[0029] 本实用新型的原理：
[0030] 控制中断周期中，计算当前定子电压的频率，模式分析与判断单元1判断是否进 入异步调制模式，如果进入异步调制模式，此时占空比计算单元3计算比较寄存器的数值、 载波比计算单元6计算当前的载波比，脉冲输出与控制单元8根据占空比计算单元3和载 波比计算单元6计算的数值更新PffM的电参数，同时输出PWM，并再次判断是否进入异步调 制模式，重复上述过程；如果进入同步调制模式，首先根据当前的定子电压频率判断进入哪 一个频段，如果/ </1则进入频段1，根据正弦表计算单元2的数值和占空比计算单元3计 算比较寄存器的数值，相位调整与计算单元4计算三相逆变器中3个半桥的初始相位对应 的采样点，载波频率计算单元5根据当前频段的载波频率和调制波频率计算开关频率，脉 冲输出与控制单元8根据占空比计算单元3和载波比计算单元6计算的数值更新PffM的电 参数，同时输出PWM;否则如果悬:，则进入频段2,按照类似频段1的过程计算PffM的参 数，同时输出PWM;否则如果则进入频段2,按照类似频段1的过程计算PffM的参数， 同时输出PffM;如果#<'，则进入频段2,按照类似频段1的过程计算PffM的参数，同时输 出PWM;并再次判断是否进入异步调制模式，重复上述过程。
[0031] 本实用新型结构设计简单、合理，运行稳定、可靠，可高效实现电机同步调制与异 步调制切换，能够满足异步电机宽范围变频调速，适于推广与应用。
【主权项】
1. 一种电动车用电机复合调制控制系统，其特征在于：所述控制系统包括模式分析与 判断单元、正弦表计算单元、占空比计算单元、相位调整与计算单元、载波频率计算单元、载 波比计算单元、扭矩调节单元以及脉冲输出与控制单元； 所述占空比计算单元两端分别连接所述正弦表计算单元和所述相位调整与计算单元； 所述占空比计算单元是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器Q1、光电耦 合器Ul和施密特触发器U2连接组成； 所述相位调整与计算单元的另一端连接于所述载波频率计算单元，所述的正弦表计算 单元、占空比计算单元、相位调整与计算单元和载波频率计算单元集成为一体；所述的正弦 表计算单元、占空比计算单元、相位调整与计算单元和载波频率计算单元的集成为一体后 分别连接所述模式分析与判断单元和所述扭矩调节单元；所述扭矩调节单元的另一端连接 所述脉冲输出与控制单元； 所述模式分析与判断单元是由电阻R9~R17、瞬态抑制二极管TVS1、运算放大器Q2和 Q3、电容C7~C9以及接线端子Jl连接组成；所述接线端子Jl具有引脚TIA01、引脚VIN和 引脚KI。2. 如权利要求1所述的电动车用电机复合调制控制系统，其特征在于：所述载波比计 算单元在异步调制时载波比为6的整数倍。3. 如权利要求1所述的电动车用电机复合调制控制系统，其特征在于：所述瞬态抑制 二极管TVSl的阳极端接地，阴极端连接有端子ADCINA4 ;所述电阻R9 -端连接所述瞬态抑 制二极管TVSl的阴极端，另一端连接所述运算放大器Q2的输出端；所述运算放大器Q2的 反相输入端连接至输出端，同相输入端依次通过串接所述电阻RIO、R12连接至所述运算放 大器Q3的输出端；所述电阻Rll -端接地，另一端连接于所述电阻RlO与电阻R12的连接 点；所述电容C7并联于所述电阻Rll两端；所述运算放大器Q3的电源正极端连接+5V电 源，负极端接地，同相输入端通过所述电阻R16连接至所述接线端子Jl的引脚TIA01，反相 输入端通过所述电阻R15接地；所述电阻R17 -端接地，另一端连接于所述接线端子Jl的 引脚TIAOl ;所述电阻R13-端连接于所述运算放大器Q3的输出端，另一端连接所述电容 C8并通过所述电容C8连接至所述运算放大器Q3的反相输入端；所述电阻R14 -端连接所 述运算放大器Q3的输出端，另一端连接所述运算放大器Q3的反相输入端。4. 如权利要求1所述的电动车用电机复合调制控制系统，其特征在于：所述电阻Rl - 端连接+12V电源，另一端通过所述电阻R2连接所述共模抑制电感T其中一个输入端，所述 电阻Rl与R2的连接点还连接有端子BMB并通过所述端子BMB连接在电机的正交编码器的 转速脉冲输出端；所述电容Cl并联于所述共模抑制电感T的两个输入端之间且一端还接 地；所述电容C2并联于所述共模抑制电感T的两个输出端之间且一端还接地；所述电压比 较器Ql的电源正极端连接+12V电源，电源负极端接地，同相输入端连接所述共模抑制电感 T其中一个输出端，反相输入端连接所述电阻R3并通过所述电阻R3连接+6V电源；所述电 阻R4-端连接+12V电源，另一端连接所述电压比较器Ql的输出端；所述光电耦合器Ul的 阴极端接地，阳极端通过所述电阻R5连接至所述电压比较器Ql的输出端，基极连接+3. 3V 电源，发射极接地，集电极通过所述电阻R7连接至所述施密特触发器U2的端口 A ;所述电 阻R6 -端连接+3. 3V电源，另一端连接所述光电耦合器Ul的集电极；所述电容C3 -端连 接于所述光电耦合器Ul的集电极与所述电阻R6、R7的连接点，另一端接地；所述电容C4 一 端接地，另一端连接于所述电阻R6、光电耦合器Ul的基极与+3. 3V电源的连接点；所述施 密特触发器U2通过端子GND接地，通过端子VCC连接+3. 3V电源；所述电容C5 -端连接 +3. 3V电源，另一端接地；所述电容C6 -端连接所述施密特触发器U2的端子Y，另一端接 地；所述电阻R8 -端连接于所述电容C6与施密特触发器U2的端子Y之间的连接点，另一 端连接有输出端子CAP2并通过所述输出端子CAP2连接到DSP的速度捕捉口。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动车用电机复合调制控制系统，其包括模式分析与判断单元、正弦表计算单元、占空比计算单元、相位调整与计算单元、载波频率计算单元、载波比计算单元、扭矩调节单元以及脉冲输出与控制单元；正弦表计算单元、占空比计算单元、相位调整与计算单元和载波频率计算单元集成为一体；模式分析与判断单元一端连接集成体；正弦表计算单元一端连接占空比计算单元；占空比计算单元一端连接相位调整与计算单元；相位调整与计算单元一端连接载波频率计算单元；扭矩调节单元一端连接集成体，另一端连接脉冲输出与控制单元。本实用新型运行稳定、可靠，可高效实现电机同步调制与异步调制切换，能够满足异步电机宽范围变频调速。
【IPC分类】H02P27/08
【公开号】CN204886783
【申请号】CN201520634470
【发明人】梅建伟, 周海鹰, 刘杰, 毕栋, 魏海波
【申请人】湖北汽车工业学院
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月21日