一种逆变控制方法技术

本公开提供了一种逆变控制方法，应用于三相逆变器，该方法包括：将三相逆变器各开关元件在逆变控制中的不同通断状态各编译为数字代码，每个数字代码依次包括对应U相、V相和W相开关元件组的通断状态的第一部分、第二部分和第三部分；将数字代码按照预定控制规则排列，形成第一数字代码序列，并将第一数字代码序列中的每个数字代码的第一部分、第二部分和第三部分中的约定的两个部分互换，形成第二数字代码序列；在第一和第二工作模式下，分别使用第一和第二数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制。通过本公开的逆变控制方法，能够便捷灵活且高效地实现电机的正反转。

An inverter control method

【技术实现步骤摘要】
一种逆变控制方法
本专利技术实施例涉及电气
，更具体地，涉及一种用于控制逆变器工作的逆变控制方法。
技术介绍
逆变器是一种将低压直流电能(如12V或24V的直流电压)转换为交流电能(如220V、50HZ的交流电压)的电气设备，广泛应用于各类家用电器、电气工具、照明、电动汽车、无人机等，例如用于驱动电动汽车/无人机中的电机。目前国内外普遍采用矢量控制(FOC)技术和直接转矩控制(DTC)技术实现对电机进行驱动控制。矢量控制理论是1968年由德国Darmstader大学的Hasse博士提出的，并在1971年由德国西门子公司的F.Blaschke将矢量控制理论进行了系统化的总结和应用，以专利的形式发表，奠定了该理论在逆变控制领域的重要地位。直接转矩控制理论是1980年代中期德国学者Depenbrock和日本学者Takahashi相继提出的，是继矢量控制技术之后发展起来的一种高动态性能的交流电动机变压变频调速技术。新能源电动汽车作为本世纪最重要的引领技术之一，其中的驱动电机控制器，理论层次上采用的是上述的矢量控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)技术，实践层次上采用的是数字信号处理器(DSP)和实时计算算法程序，其中的具体算法例如各种坐标变换也是国外学者提出的，我国学者仅仅是对这些理论技术进行学习、跟踪和改良。目前，国内外市场上，无论是电动汽车还是无人机，主要用的电机是永磁同步电机和异步电机，且都是采用FOC和DTC进行驱动控制。采用FOC和DTC技术进行电机驱动控制时，可能存在以下不足：>1、所配置的电机控制器难以进行离线工作，基本上只能进行在线工作；2、所配置的电机控制器只能一对一进行应用，因此对电机参数的变化非常敏感，难以自适应于同一类型的电机(额定电压、转速、功率相同的电机)，甚至连已驱动的电机参数的变化，都难以自适应优化控制；3、驱动电机时，电机内必须有一个传感器(异步电机需要速度传感器，同步电机需要位置/速度传感器)，而电机的正常工作温度大于100度，这对传感器的可靠性带来极大的挑战，因此电动车的故障率也会因传感器而增加大约10％(由某电动车制造商提供的数据)，目前FOC和DTC很难提供通用可靠的方法解决这一难题；同时，业界的电机控制方案均为DSP结合实时计算，但商用DSP技术受制于国外，而且即便采用高速DSP结合实时计算方法，在高速(高频)或高变化率(速度或频率变化快，加速度大)场合仍无法去掉电机内的传感器。此外，FOC技术用于驱动电机时，用于生成电机正向旋转驱动信号的公式与用于生成电机反向旋转驱动信号的公式不同，复杂性较高。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种逆变控制方法，目的在于降低电机驱动的复杂性，提高电机驱动的可靠性。为此，本专利技术实施例提出了一种逆变控制方法，应用于三相逆变器，该方法包括：将三相逆变器各开关元件在逆变控制中的不同通断状态各编译为数字代码，每个所述数字代码依次包括对应U相、V相和W相开关元件组的通断状态的第一部分、第二部分和第三部分；将所述数字代码按照预定控制规则排列，形成第一数字代码序列，并将第一数字代码序列中的每个数字代码的第一部分、第二部分和第三部分中的约定的两个部分互换，形成第二数字代码序列；在第一工作模式下，使用第一数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制，在第二工作模式下，使用第二数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制。本专利技术的有益效果为：通过采用预处理和数码调制技术的结合，可以无需使用DSP结合实时计算的方式，就能够灵活便捷且高效地实现电机的正向旋转和反向旋转。附图说明为了更容易理解本专利技术，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本专利技术。这些附图只描绘了本专利技术的典型实施方式，不应认为对本专利技术保护范围的限制。图1A为本专利技术一个实施例的逆变控制方法的示例性流程图；图1B为本专利技术一个实施例中三相逆变器各开关元件的编号示意图；图2A为本专利技术另一个实施例的逆变控制方法的示例性流程图；图2B为本专利技术另一个实施例中三相逆变器各开关元件的编号示意图。具体实施方式下面参照附图描述本专利技术的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。图1A为本专利技术一个实施例的逆变控制方法的示例性流程图，图1B为本专利技术一个实施例中三相逆变器各开关元件的编号示意图。本专利技术实施例的逆变控制方法用在使用三相逆变器驱动电机的过程中。如图1A所示，本专利技术实施例的逆变控制方法包括：S01、将三相逆变器各开关元件在逆变控制中的不同通断状态各编译为数字代码，每个所述数字代码依次包括对应U相、V相和W相开关元件组的通断状态的第一部分、第二部分和第三部分；S02、将所述数字代码按照预定控制规则排列，形成第一数字代码序列；S03、将第一数字代码序列中的每个数字代码的第一部分、第二部分和第三部分中的约定的两个部分互换，形成第二数字代码序列；S04、在第一工作模式下，使用第一数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制；S05、在第二工作模式下，使用第二数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制。在本实施例中，首先将三相逆变器的各开关元件在逆变控制中呈现的不同通断状态编译为数字代码。如图1B所示，将三相逆变器的U、V、W三个桥臂的六个开关元件按照从下到上、从左到右的顺序依次命名为b0、b1、b2、b3、b4、b5，同时将开关元件的“开”状态定义为1，将开关元件的“关”状态定义为0。三相逆变器的六个开关元件在逆变工作过程中呈现的开关状态组合以及每个组合对应的数字代码b5b4b3b2b1b0的值如下表1所示。表1b5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0关开关开关开010101关开关开开关010110开关关开关开100101开关关开开关100110关开开关关开011001关开开关开关011010开关开关关开101001开关开关开关101010每个数字代码b5b4b3b2b1b0中包括对应U相开关元件b1和b0的第一部分b1b0，对应V相开关元件b3和b2的第二部分b3b2，以及对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变控制方法，应用于三相逆变器，该方法包括：/n将三相逆变器各开关元件在逆变控制中的不同通断状态各编译为数字代码，每个所述数字代码依次包括对应U相、V相和W相开关元件组的通断状态的第一部分、第二部分和第三部分；/n将所述数字代码按照预定控制规则排列，形成第一数字代码序列，并将第一数字代码序列中的每个数字代码的第一部分、第二部分和第三部分中的约定的两个部分互换，形成第二数字代码序列；/n在第一工作模式下，使用第一数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制；在第二工作模式下，使用第二数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种逆变控制方法，应用于三相逆变器，该方法包括：
将三相逆变器各开关元件在逆变控制中的不同通断状态各编译为数字代码，每个所述数字代码依次包括对应U相、V相和W相开关元件组的通断状态的第一部分、第二部分和第三部分；
将所述数字代码按照预定控制规则排列，形成第一数字代码序列，并将第一数字代码序列中的每个数字代码的第一部分、第二部分和第三部分中的约定的两个部分互换，形成第二数字代码序列；
在第一工作模式下，使用第一数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制；在第二工作模式下，使用第二数字代码序列对三相逆变器的各开关元件进行通断控制。


2.如权利要求1所述的方法，其中，第一数字代码序列中的每个所述数字代码还包括第四部分，第四部分与第二部分相同并与第三部分相邻，每个数字代码的第一部分和第二部分共同构成该数字代码的半个字节，第三部分和第四部分共同构成该数字代码的另半个字节，则
第二数字代码序列是通过将第一数字代码序列中的每个数字代码的所述半个字节与所述另半个字节互换形成的；以及
在使用第一/第二数字代码序列对各开关元件进行通断控制时，根据第一/第二数字代码序列中每个数字代码的前三个部分分别对U相、V相和W相开关元件组进行通断控制。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述预定控制规则包括，将所述数字代码按照与目标调制波形上一个周期内的预定的状态变化点依次对应的方式排列，形成第一数字代码序列。


4.如权利要求3所述的方法，其中，将所述数字代码按照与目标调制波形上一个周期内的预定的状态变化点依次对应的方式排列，形成：



其中，j＝1，2，…，(2n-6)/4，n为预定的开关角个数，将该排列的数字代码展开后整体每行有对应一个扇区的2n+1个数字代码，将这些数字代码逐行按照从左到右的顺序排列形成第一数字代码序列，并通过将第一数字代码序列中的每个数字代码的前半字节和后半字节互换形成第二数字代码序列。


5.如权利要求4所述的方法，还包括：
根据给定的调制度，使用谐波消除方程组计算对应的n个开关角，并根据所述n个开关角，分别求出U相、V相和W相的开关角；
将三相开关角的每相取前60度域内的开关角并一同按从小到大排列，从排列结果中取前n+1个开关角；
根据所述n+1个开关角和目标调制波形的频率计算出n+1个持续时间t1，t2，…，tn，t...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长安，盛晨媛，
申请(专利权)人：泓芯泰业科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11