逆变器矢量控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种逆变器矢量控制系统，包括：三相电动机、两个三相桥式逆变器和控制机构，三相电动机分别与两个三相桥式逆变器电连接，且与控制机构电连接，控制机构用于根据三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定参考电压空间矢量所在的扇区，根据参考电压空间矢量所在的扇区确定两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值，并根据导通的阈值时间及扇区对应的开关组合对两个三相桥式逆变器的相应开关器件进行控制。本实施例提供的逆变器矢量控制系统提高了直流母线电压的利用率。

【技术实现步骤摘要】
逆变器矢量控制系统
本专利技术涉及电压空间矢量脉宽调制技术，尤其涉及一种逆变器矢量控制系统。
技术介绍
电压空间矢量脉宽调制技术是以三相对称正弦波供电下三相电动机的定子理想磁链圆为基准，由三相桥式逆变器不同开关模式下所形成的实际磁链矢量来追踪基准磁链圆。在追踪的过程中，三相桥式逆变器的开关模式作适当的切换，从而形成脉宽调制(Pulse-WidthModulation；简称：PWM)波。现有技术中，采用二电平三相桥式逆变器，用二电平三相桥式将逆变器的八种基本电压空间矢量合成期望的电压空间矢量，从而实现对三相电动机近似恒磁通变压变频调速。但是，在采用二电平三相桥式逆变器时，八种基本电压空间矢量的幅值只有母线电压幅值的2/3，直流母线电压的利用率不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种逆变器矢量控制系统，以提高直流母线电压的利用率。本专利技术提供一种逆变器矢量控制系统，包括：三相电动机、两个三相桥式逆变器和控制机构；所述三相电动机分别与两个所述三相桥式逆变器电连接，且与所述控制机构电连接；所述控制机构用于，根据所述三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定所述参考电压空间矢量所在的扇区，根据所述参考电压空间矢量所在的扇区确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值；并根据所述导通的阈值及所述扇区对应的开关组合对所述两个三相桥式逆变器中的相应开关器件进行控制。进一步地，所述控制机构包括：检测单元和中控元件，所述检测单元和所述中控元件电连接；所述检测单元，用于采集所述三相电动机的参数；所述中控元件，用于根据所述三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定所述参考电压空间矢量所在的扇区，根据所述参考电压空间矢量所在的扇区确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值；根据所述导通的阈值及所述扇区对应的开关组合对所述两个三相桥式逆变器中的相应开关器件进行控制。进一步地，所述控制机构还包括：确定单元，所述确定单元和所述中控元件电连接，所述确定单元用于确定8个基本电压空间矢量和与所述8个基本电压空间矢量分别对应的开关组合。进一步地，所述中控元件具体用于：确定第一坐标系与第二坐标系之间的坐标对应关系，所述第二坐标系为将所述第一坐标系以原点为中心点顺时针旋转30°而得到；确定所述参考电压空间矢量在所述第一坐标系中的坐标值；根据所述参考电压空间矢量在所述第一坐标系中的坐标值以及所述第一坐标系与第二坐标系之间的坐标对应关系，确定所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值；根据所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值确定所述参考电压空间矢量所在的扇区。进一步地，所述中控元件具体用于：根据公式确定所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值，其中，Uα为所述参考电压空间矢量在所述第一坐标系中的横坐标值，Uβ为所述参考电压空间矢量在所述第一坐标系下的纵坐标值。进一步地，所述中控元件具体用于：根据所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值、载波周期和直流母线电压确定所述扇区内相邻的基本电压空间矢量的作用时间；根据所述扇区内相邻的基本电压空间矢量作用时间确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值。进一步地，所述中控元件具体用于：根据确定X、Y和Z，其中，Uγ和Uη表示所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值，T表示载波周期，Udc表示母线电压；根据每个扇区内相邻的基本电压空间矢量的作用时间与X、Y和Z的映射关系，及X、Y和Z确定所述扇区内相邻的基本电压空间矢量的作用时间。进一步地，所述中控元件具体用于：根据确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值，其中，T1'＝T1/T，T2'＝T2/T，T1表示所述扇区内相邻的第一基本电压空间矢量的作用时间，T2表示所述扇区内相邻的第二基本电压空间矢量的作用时间。进一步地，所述三相电动机的定子绕组中性点的两端分别与一个所述三相桥式逆变器连接。本专利技术提供的逆变器矢量控制系统，通过设置三相电动机、两个三相桥式逆变器和控制机构，三相电动机分别与两个三相桥式逆变器电连接，且与控制机构电连接，控制机构用于根据三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定参考电压空间矢量所在的扇区，根据参考电压空间矢量所在的扇区确定两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值，并根据导通的阈值及扇区对应的开关组合对两个三相桥式逆变器的相应开关器件进行控制，本实施例中由于采用了三相电动机分别与两个三相桥式逆变器电连接，两个三相桥式逆变器的输出形成的扇区中，基本电压空间矢量的幅值相较于二电平逆变器的基本电压空间矢量对直流母线电压的利用率高，因而，当参考电压空间矢量的幅值较大时，本实施例提供的逆变器矢量控制系统能够满足其幅值要求，从而，提高了直流母线电压的利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的逆变器矢量控制系统实施例一结构示意图；图2为本专利技术提供的逆变器矢量控制系统实施例一中三相电动机和两个三相桥式逆变器的拓扑图；图3为本专利技术提供的逆变器矢量控制系统实施例二的结构示意图；图4为三相桥式逆变器102的基本电压空间矢量图；图5为三相桥式逆变器103的基本电压空间矢量图；图6为本专利技术提供的逆变器矢量控制系统实施例二中两个三相桥式逆变器合成输出的基本电压空间矢量及扇区分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面以具体地实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。图1为本专利技术提供的逆变器矢量控制系统实施例一结构示意图。如图1所示，本实施例提供的逆变器矢量控制系统包括：三相电动机101、三相桥式逆变器102、三相桥式逆变器103和控制机构104。三相电动机101分别与三相桥式逆变器102和三相桥式逆变器103电连接，且与控制机构104电连接。控制机构104用于根据三相电动机101的参数确定参考电压空间矢量，确定参考电压空间矢量所在的扇区，根据参考电压空间矢量所在的扇区确定三相桥式逆变器102和三相桥式逆变器103中各桥臂开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器矢量控制系统，其特征在于，包括：三相电动机、两个三相桥式逆变器和控制机构；所述三相电动机分别与所述两个三相桥式逆变器电连接，且与所述控制机构电连接；所述控制机构用于，根据所述三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定所述参考电压空间矢量所在的扇区，根据所述参考电压空间矢量所在的扇区确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值；并根据所述导通的阈值及所述扇区对应的开关组合对所述两个三相桥式逆变器中的相应开关器件进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器矢量控制系统，其特征在于，包括：三相电动机、两个三相桥式逆变器和控制机构；所述三相电动机分别与所述两个三相桥式逆变器电连接，且与所述控制机构电连接；所述控制机构用于，根据所述三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定所述参考电压空间矢量所在的扇区，根据所述参考电压空间矢量所在的扇区确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值；并根据所述导通的阈值及所述扇区对应的开关组合对所述两个三相桥式逆变器中的相应开关器件进行控制。2.根据权利要求1所述的逆变器矢量控制系统，其特征在于，所述控制机构包括：检测单元和中控元件，所述检测单元和所述中控元件电连接；所述检测单元，用于采集所述三相电动机的参数；所述中控元件，用于根据所述三相电动机的参数确定参考电压空间矢量，确定所述参考电压空间矢量所在的扇区，根据所述参考电压空间矢量所在的扇区确定所述两个三相桥式逆变器中各桥臂开关导通的阈值；根据所述导通的阈值及所述扇区对应的开关组合对所述两个三相桥式逆变器中的相应开关器件进行控制。3.根据权利要求2所述的逆变器矢量控制系统，其特征在于，所述控制机构还包括：确定单元，所述确定单元和所述中控元件电连接，所述确定单元用于确定8个基本电压空间矢量和与所述8个基本电压空间矢量分别对应的开关组合。4.根据权利要求2所述的逆变器矢量控制系统，其特征在于，所述中控元件具体用于：确定第一坐标系与第二坐标系之间的坐标对应关系，所述第二坐标系为将所述第一坐标系以原点为中心点顺时针旋转30°而得到；确定所述参考电压空间矢量在所述第一坐标系中的坐标值；根据所述参考电压空间矢量在所述第一坐标系中的坐标值以及所述第一坐标系与第二坐标系之间的坐标对应关系，确定所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值；根据所述参考电压空间矢量在所述第二坐标系下的坐标值确定所述参考电压空间矢量所在的扇区。5.根据权利要求4所述的逆变器矢量控制系统，其特征在于，所述中控...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫永辰，尚宁，杜继光，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21