一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制系统及方法，利用空间矢量概念以及时间相量与空间矢量的相位关系，综合了多种不连续PWM，达到实时跟踪功率因数从而改变调制方式，在不增加硬件复杂度的情况下，达到在电动机在全功率因数角范围内，使调制方面的开关损耗最小，并改善了电压波形质量。从而提高的电动汽车电驱动系统的可靠性和运行效率。且该发明专利技术具有计算量小，控制算法易于数字实现等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车用永磁同步电机(PMSM)电压调制领域，尤其涉及一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制系统及方法。
技术介绍
随着能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车成为21世纪汽车工业的主要发展方向。电动汽车是用动力电池替代传统的汽油作为车载能源的，然而在现有的技术条件下，动力电池较大的重量和相对汽油较低能量密度限制了电机的动力特性和汽车的续驰里程。研究优化控制策略，提高电机驱动系统的工作效率显得具有重要现实意义。空间电压矢量脉宽调制具有较高直流电压利用率，低谐波污染，控制方法相对简单，易于数字化实现等优点。随着电力电子技术和各种新型功率器件的进步，电驱动系统逐渐向高频化、大电流密度方向发展。在高频逆变器的空间电压矢量脉宽调制中无论采用何种调制方式，输出电压谐波含量及分布和开关损耗是不得不考虑的两个问题。随着开关频率的提高，功率器件的功耗是一个亟待解决的问题，特别是开关损耗，它将使功率器件的开关频率潜能得不到充分发挥。以两电平三相逆变器为例，如果工作在高频情况下，那本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：包括以下步骤：(1)根据dq轴实际电流值和电压前馈值计算估计功率因数角；(2)利用估计功率因数角和动态电压给定值将空间矢量平面动态的划分为多个区域，根据各区域的取值，确定扇区变量的大小；(3)采集载波周期和直流母线电压值，结合扇区变量确定基本电压矢量作用时间变量的取值；(4)根据载波周期确定周期寄存器的值，根据基本电压矢量作用时间变量的取值确定三个比较寄存器的赋值，得到多种不连续PWM调制信号，以此输出六路PWM信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)根据dq轴实际电流值和电压前馈值计算估计功率因数角；
(2)利用估计功率因数角和动态电压给定值将空间矢量平面动态的划分为多个区域，
根据各区域的取值，确定扇区变量的大小；
(3)采集载波周期和直流母线电压值，结合扇区变量确定基本电压矢量作用时间变量
的取值；
(4)根据载波周期确定周期寄存器的值，根据基本电压矢量作用时间变量的取值确定
三个比较寄存器的赋值，得到多种不连续PWM调制信号，以此输出六路PWM信号。
2.如权利要求1所述的一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：
所述步骤(2)中，空间矢量平面动态的划分的具体方法为，根据估计功率因数角和动态电压
给定值，定义六个基本变量，每个基本变量对应有一个逻辑变量，判断每个基本变量是否大
于0，根据判断结果，赋予对应逻辑变量不同值，划分出12个区域。
3.如权利要求1所述的一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：
所述步骤(2)中，扇区变量与六个逻辑变量呈线性关系；优选的，扇区变量N，N＝32*F+16*E+
8*D+4*C+2*B+A。
4.如权利要求1所述的一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：
所述步骤(3)中，根据载波周期、直流母线电压和动态电压给定值，确定三个计算因子的值，
根据扇区变量的取值区间，赋值于基本电压矢量作用时间变量。
5.如权利要求1所述的一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：
所述步骤(4)中，周期寄存器中的存储周期T1PR为载波周期的一半。
6.如权利要求1所述的一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：
所述步骤(4)中，根据基本电压矢量作用时间变量和载波周期，确定基本适量切换时刻算子
的取值，将其根据扇区变量不同的取值范围分别赋值于三个比较寄存器。
7.如权利要求1所述的一种基于多种不连续PWM的永磁同步电机控制方法，其特征是：
所述计算因子的赋值方法为：
X=3TSUDCuβ*]]>Y=3TS2U...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珂，张承慧，顾欣，刘旭东，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37