本发明专利技术提供一种逆变控制装置及方法，其中所述逆变控制装置包括逆变器主电路和用于控制所述逆变器主电路输出指定电压信号的控制器。所述控制器至少包括：浮点计算单元和控制信号生成单元。其中，所述浮点计算单元用于为所述控制信号生成单元提供浮点计算平台。所述控制信号生成单元用于依据预设调制模式输出浮点计算请求，接收浮点计算结果并依据该计算结果按照预设程序生成相应的控制电平信号。本发明专利技术采用具有浮点计算功能的控制器来实现逆变器的调制控制，控制精度高、控制性能好，且成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器的调制控制技术，尤其涉及一种。
技术介绍
目前，变频调速技术应用非常广泛，基本上都采用脉宽调制(PulseWidthModulation，简称PWM)技术控制逆变器。根据调制方式可分为异步调制、同步调制和分段调制三种。随着技术的更新，现在开关器件频率也能达到非常高，因此一般PWM调制都采用异步调制模式。但在铁道车辆变频调速系统中，由于调速范围宽，而开关器件频率低，高速区域采用异步调制会引起逆变器三相输出电压波形不对称，增加谐波成分。为了使逆变器输出电压电流波形更接近于正弦，减少输出谐波，一般采用分段同步调制模式，在高速区采用同步调制算法。逆变器的控制器也从单片机发展到数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)，DSP产品也日益成熟。目前，逆变器的控制器通常选用两片DSP芯片，如型号为TMS320F24x和型号为VC33的两片DSP芯片来实现对电机的分段调制控制。TMS320F24x作为主控制器，VC33主要弥补TMS320F24x不支持浮点计算的缺陷，用于计算。TMS320F24X将需要计算的数据传送到VC33，VC33完成计算后再将数据传回TMS320F24x用作控制。两片芯片之间通过通信实现数据交换。基于TMS320F24X和VC33实现对逆变器的分段调制，每一个需要计算的数据都需要来回传送两次，这样数据交换量太大，会影响控制性能，大量的通信程序也增加了程序代码量，此外两片DSP也增加了生产成本。或者逆变器的控制器选用主频较高的TMS320F280X或TMS320F2812型的DSP芯片来实现对电机的分段调制控制。这类DSP芯片不支持浮点计算，但其主频较高，为提高实时性，可采用Q格式的定点运算来实现算法。而采用Q格式的定点运算有误差，影响控制精度；此外，Q格式也会使程序代码量大大增加。其中Q格式就是将一个小数放大若干倍后用整数来表示小数。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以提高控制性能。本专利技术一方面提供一种逆变控制装置，包括:逆变器主电路和用于控制所述逆变器主电路输出指定电压信号的控制器；所述控制器至少包括:浮点计算单元和控制信号生成单元；其中，所述浮点计算单元，用于为所述控制信号生成单元提供浮点计算平台；所述控制信号生成单元，用于依据预设调制模式输出浮点计算请求，接收浮点计算结果并依据该计算结果按照预设程序输出相应的控制电平信号。本专利技术的另一个方面是提供一种逆变控制方法，包括:控制信号生成单元依据预设调制模式输出浮点计算请求；浮点计算单元依据浮点计算请求计算并得出计算结果；所述控制信号生成单元依据计算结果按照预设程序输出相应的控制电平信号。本专利技术一个方面的技术效果是:本专利技术通过采用具有浮点计算功能的控制器来实现逆变器的调制控制，简化了调制控制电路的结构，提高了控制精度和控制性能。本专利技术另一个方面的技术效果是:本专利技术所述逆变控制方法实现步骤简单，且控制效率高，性能好。附图说明图1为本专利技术提供的逆变控制装置的实施例一的结构示意图；图2为本专利技术提供的逆变控制装置的实施例二的结构示意图；图3为本专利技术提供的逆变控制方法的实施例一的流程示意图；图4为采用本专利技术提供的逆变控制装置实施例实现分段调制控制的异步调制段或15分频段的U相调制波形图；图5为采用本专利技术提供的逆变控制装置实施例实现分段调制控制的7分频段调制波形图；图6为采用本专利技术提供的逆变控制装置实施例实现分段调制控制的3分频段调制波形图；图7为采用本专利技术提供的逆变控制装置实施例实现分段调制控制的方波段调制波形图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术提供的逆变控制装置的第一个实施例。本实施例包括:逆变器主电路I和用于控制所述逆变器主电路I输出指定电压信号的控制器2。所述控制器2输出控制电平信号以控制逆变器主电路中各相应开关器件的通断，实现所述逆变器主电路I向负载6输出指定的电压信号。所述控制器2至少包括:浮点计算单元202和控制信号生成单元201。其中，所述浮点计算单元202用于为所述控制信号生成单元201提供浮点计算平台。所述控制信号生成单元201执行预设程序输出相应的控制电平信号，在程序执行过程中依据需求调用所述浮点计算单元完成相应的计算。其中所述的预设程序可以选用现有的采用计算法实现PWM控制的算法程序，具体的可以基于面积等效原理来得出PWM控制信号的各脉冲宽度。计算法的基本原理是:根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数准确计算得出PWM控制信号各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变器主电路中各相应开关器件的通断。本实施例中所述的控制器2可选具有浮点计算的DSP芯片，该DSP芯片具体可以是TMS320F28335型DSP芯片或其他具有同样功能的芯片。本实施例采用具有浮点计算功能的控制器来实现逆变器的调制控制，较现有逆变器调制控制电路，简化了调制控制电路的结构，提高了控制精度和控制性能。如图2所示，为能实现对逆变器的分段调制控制，使得逆变器输出电压电流波形更接近于正弦，减少输出谐波，本专利技术提供逆变控制装置的第二个实施例。本实施例用一系列等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，基于SVPWM(Space Vector Pulse WidthModulation，空间矢量脉宽调制)算法计算出各脉冲的宽度和间隔，然后基于脉冲宽度得出比较值并把比较值存于控制器中，最后通过比较对输出的信号进行复位或翻转最终生成控制电平信号，通过该控制电平信号来控制逆变器主电路中各相应开关器件的通断，以达到预期的目的。本实施例二基于第一个实施例，不同之处在于，本实施例中所述的控制信号生成单元201包括:计数器3、比较寄存器5、计数器比较模块4、控制模块8和动作限定模块9。所述计数器3的计数值输出端分别与所述计数器比较模块4的计数输入端和控制模块8的计数监测端通信连接。所述控制模块8与所述浮点计算单元202通信连接。所述比较寄存器5与所述控制模块8通信连接。所述控制模块8的控制指令输出端与所述动作限定模块9的控制输入端相连。其中，所述计数器3用于依据预设计数方式计数并输出计数值。所述比较寄存器5用于存储经浮点计算得出的比较值，所述比较值根据脉冲宽度值计算得到，确切地说比较值是用于确定所述控制信号生成单元输出的控制电平信号占空比的值。所述计数器比较模块4用于实时比较所述计数器3输出的计数值和所述比较寄存器5中的比较值，当所述计数值等于所述比较值时输出指令信息至所述控制模块8。所述控制模块8，包括计算控制子模块802和电平输出控制子模块801。其中，所述计算控制子模块802用于依据预设调制模式输出浮点计算请求，接收浮点计算结果并将结果输出至所述比较寄存器5。所述电平输出控制子模块801用于按照预设程序输出电平控制指令，当接收到所述指令信息时输出翻转控制指令，实时监测所述计数器3输出的计数值，当计数值等于预设值时输出复位控制指令。所述动作限定模块9用于依据接收的所述电平控制指令输出相应的电平信号；依据接收的所述复位控制指令输出初始电平信号；以及依据接收的所述翻转控制指令输出将前一时刻电平信号翻转后的电平信号。本实施例中所述的各电平信号为高电平信号或低电平信号。本专利技术提供的逆变控制装置的第三个实施例。本实施例基于第二个实施例，所述控制模块还包括强本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种逆变控制装置，其特征在于，包括：逆变器主电路和用于控制所述逆变器主电路输出指定电压信号的控制器；所述控制器至少包括：浮点计算单元和控制信号生成单元；其中，所述浮点计算单元，用于为所述控制信号生成单元提供浮点计算平台；所述控制信号生成单元，用于依据预设调制模式输出浮点计算请求，接收浮点计算结果并依据该计算结果按照预设程序输出相应的控制电平信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李婷婷，徐从谦，
申请(专利权)人：中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心，
类型：发明
国别省市：
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