瞬时电压基波信号的重构系统及交流电机驱动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种瞬时电压基波信号的重构系统及交流电机驱动控制装置，包括直流电压检测模块、电机电压采样模块以及处理模块，其中，直流电压检测模块能够采集变频器直流侧的直流电压，电机电压采样模块能够根据交流电机的三相脉冲电压和直流电压生成三相数字脉冲电压信号，处理模块基于直流电压和三相数字脉冲电压信号进行相电压脉冲转换以及数字积分处理，以重构交流电机的三相瞬时电压基波信号，从而便于闭环控制系统对变频器进行控制，从而使对交流电机进行控制后，使交流电机按照用户的期望进行运行。用户的期望进行运行。用户的期望进行运行。

【技术实现步骤摘要】
瞬时电压基波信号的重构系统及交流电机驱动控制装置


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，特别是涉及一种瞬时电压基波信号的重构系统及交流电机驱动控制装置。

技术介绍

[0002]现有技术中对交流电机进行驱动时，通常是采用变频进行驱动控制，具体控制电路如图1所示，图1为现有技术中交流电机的驱动装置示意图，其中，变频器设置于交流电源和交流电机之间，电机驱动控制系统通过对变频器中各个开关管的动作状态进行控制，使变频器输出期望的驱动电压，对交流电机进行驱动。只有瞬时电压基波信号满足期望，交流电机才会按照用户的期望进行运行，因此，电机驱动控制系统通常设有控制模块，控制模块基于交流电机的瞬时电压基波信号和交流电源的电压对变频器的开关管进行闭环控制，以对交流电机的瞬时电压基波信号进行调节，因此，瞬时电压基波信号是电机驱动控制系统中观测器的重要输入，观测器通过将交流电机的瞬时电压基波信号进行转换，并输入至控制模块中，以便控制模块对变频器中的开关管进行控制。但是，交流电机的实际瞬时电压是变频器中的逆变电路输出的时间连续的PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)脉冲序列，其中包括瞬时电压基波信号和各次谐波，请参照图2，图2为现有技术中逆变电路输出的PWM脉冲序列和瞬时电压基波信号的示意图，因此，瞬时电压基波信号无法直接通过传感器被采样获取，只能对其进行间接提取或重构。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种瞬时电压基波信号的重构系统及交流电机驱动控制装置，电机电压采样模块能够根据交流电机的三相脉冲电压和直流电压生成三相数字脉冲电压信号，处理模块基于直流电压和三相数字脉冲电压信号进行相电压脉冲转换以及数字积分处理，以重构交流电机的三相瞬时电压基波信号，从而便于闭环控制系统对变频器进行控制，从而使对交流电机进行控制后，使交流电机按照用户的期望进行运行。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种瞬时电压基波信号的重构系统，包括：
[0005]与变频器连接的直流电压检测模块，用于采集所述变频器直流侧的直流电压；
[0006]与所述变频器的输出端及交流电机的输入端连接，并与所述直流电压检测模块连接的电机电压采样模块，用于采集所述变频器输出的三相脉冲电压，并基于所述三相脉冲电压和所述直流电压生成三相数字脉冲电压信号；
[0007]分别与所述直流电压检测模块及所述电机电压采样模块连接的处理模块，用于基于所述直流电压和所述三相数字脉冲电压信号进行相电压脉冲转换以及数字积分处理，以确定所述交流电机的三相瞬时电压基波信号。
[0008]优选地，所述直流电压检测模块包括：
[0009]第一端与所述变频器连接的第一分压模块，用于将所述变频器直流侧的电压降压为预设电压范围内的直流电压；
[0010]输入端与所述第一分压模块的第二端连接的模数转换模块，用于将所述预设电压范围内的直流电压转换为数字量的直流电压；
[0011]所述电机电压采样模块具体用于采集所述变频器输出的所述三相脉冲电压，并基于所述三相脉冲电压和所述预设电压范围内的直流电压生成所述三相数字脉冲电压信号；
[0012]所述处理模块具体用于基于所述数字量的直流电压和所述三相数字脉冲电压信号进行所述相电压脉冲转换以及所述数字积分处理，以确定所述三相瞬时电压基波信号。
[0013]优选地，所述直流电压检测模块还包括：
[0014]设置于所述第一分压模块与所述模数转换模块之间的跟随放大器，用于跟随所述第一分压模块输出的所述预设电压范围内的直流电压。
[0015]优选地，所述第一分压模块包括第一分压电阻。
[0016]优选地，所述电机电压采样模块包括：
[0017]与所述变频器的输出端及所述交流电机的输入端连接的第二分压模块，用于将所述变频器输出的所述三相脉冲电压降压为所述预设电压范围内的三相脉冲电压；
[0018]分别与所述第二分压模块和所述跟随放大器连接的比较模块，用于基于所述预设电压范围内的直流电压对所述预设电压范围内的三相脉冲电压分别进行整形处理，以输出所述三相数字脉冲电压信号。
[0019]优选地，所述第二分压模块包括第二分压电阻。
[0020]优选地，所述电机电压采样模块还包括：
[0021]设置于所述比较模块和所述处理模块之间的隔离模块，用于对所述比较模块和所述处理模块之间的信号进行电气隔离，并基于所述处理模块的供电电压将所述三相数字脉冲电压信号进行电平转换。
[0022]优选地，所述隔离模块包括：
[0023]与所述比较模块连接的光耦，用于对所述比较模块和所述处理模块之间的信号进行电气隔离；
[0024]设置于所述光耦和所述处理模块之间的电平转换模块，用于基于所述处理模块的供电电压将所述三相数字脉冲电压信号进行电平转换。
[0025]优选地，所述处理模块具体用于基于自身时钟频率对所述三相数字脉冲电压信号进行采样，且所述自身时钟频率高于所述变频器的开关频率；基于所述直流电压和采样获取的各个所述三相数字脉冲电压信号进行相电压脉冲转换，以计算出每个时钟周期内的N个三相脉冲宽度调制PWM相电压，N为所述自身时钟频率和所述变频器的开关频率之比；对各个所述时钟周期中N个所述PWM相电压数字积分处理，以确定各个所述时钟周期中所述交流电机的三相瞬时电压基波信号。
[0026]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种交流电机驱动控制装置，包括如上述所述的瞬时电压基波信号的重构系统，还包括交流电源、变频器、观测器以及控制模块，所述交流电源的输出端与所述变频器连接，所述瞬时电压基波信号的重构系统分别与所述变频器及所述变频器的输出端连接，所述观测器与所述瞬时电压基波信号的重构系统连接，所述控制模块与所述观测器连接；
[0027]所述变频器用于基于所述交流电源输出的交流电输出期望的驱动电压，以对交流电机进行驱动；
[0028]所述观测器用于对所述交流电机的三相瞬时电压基波信号进行转换，并输入至所述控制模块中；
[0029]所述控制模块用于基于用户的设定和所述三相瞬时电压基波信号对所述变频器中的各个开关管进行控制，以使所述变频器输出所述期望的驱动电压。
[0030]本申请提供了一种瞬时电压基波信号的重构系统及交流电机驱动控制装置，包括直流电压检测模块、电机电压采样模块以及处理模块，其中，直流电压检测模块能够采集变频器直流侧的直流电压，电机电压采样模块能够根据交流电机的三相脉冲电压和直流电压生成三相数字脉冲电压信号，处理模块基于直流电压和三相数字脉冲电压信号进行相电压脉冲转换以及数字积分处理，以重构交流电机的三相瞬时电压基波信号，从而便于闭环控制系统对变频器进行控制，从而使对交流电机进行控制后，使交流电机按照用户的期望进行运行。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瞬时电压基波信号的重构系统，其特征在于，包括：与变频器连接的直流电压检测模块，用于采集所述变频器直流侧的直流电压；与所述变频器的输出端及交流电机的输入端连接，并与所述直流电压检测模块连接的电机电压采样模块，用于采集所述变频器输出的三相脉冲电压，并基于所述三相脉冲电压和所述直流电压生成三相数字脉冲电压信号；分别与所述直流电压检测模块及所述电机电压采样模块连接的处理模块，用于基于所述直流电压和所述三相数字脉冲电压信号进行相电压脉冲转换以及数字积分处理，以确定所述交流电机的三相瞬时电压基波信号。2.如权利要求1所述的瞬时电压基波信号的重构系统，其特征在于，所述直流电压检测模块包括：第一端与所述变频器连接的第一分压模块，用于将所述变频器直流侧的电压降压为预设电压范围内的直流电压；输入端与所述第一分压模块的第二端连接的模数转换模块，用于将所述预设电压范围内的直流电压转换为数字量的直流电压；所述电机电压采样模块具体用于采集所述变频器输出的所述三相脉冲电压，并基于所述三相脉冲电压和所述预设电压范围内的直流电压生成所述三相数字脉冲电压信号；所述处理模块具体用于基于所述数字量的直流电压和所述三相数字脉冲电压信号进行所述相电压脉冲转换以及所述数字积分处理，以确定所述三相瞬时电压基波信号。3.如权利要求2所述的瞬时电压基波信号的重构系统，其特征在于，所述直流电压检测模块还包括：设置于所述第一分压模块与所述模数转换模块之间的跟随放大器，用于跟随所述第一分压模块输出的所述预设电压范围内的直流电压。4.如权利要求2所述的瞬时电压基波信号的重构系统，其特征在于，所述第一分压模块包括第一分压电阻。5.如权利要求3所述的瞬时电压基波信号的重构系统，其特征在于，所述电机电压采样模块包括：与所述变频器的输出端及所述交流电机的输入端连接的第二分压模块，用于将所述变频器输出的所述三相脉冲电压降压为所述预设电压范围内的三相脉冲电压；分别与所述第二分压模块和所述跟随放大器连接的比较模块，用于基于所述预设电压范围内的直流电压对所述预设电压范围内的三相脉冲电压分别进行整形处理，以输出所述三相数字脉冲电压信号。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大南，冯铁球，龚天明，赵粲，
申请(专利权)人：中车株洲电机有限公司，
类型：发明
国别省市：