[发明专利]空间矢量脉冲宽度调制试验装置及直流母线电压优化方法

权利要求书

1.一种空间矢量脉冲宽度调制下直流母线电压优化方法，其特征在于：控制系统模块输出信号通过隔离驱动单元至直流调压单元，直流电源的输出电源通过直流调压单元输送至逆变器；

在以感性为主导的负载下，逆变器输出的三相谐波电流的均方值的表达式统一为

                (1)

式中，为直流母线电压；为调制比；为开关周期；对于控制系统模块中的不同的调制策略，系数、、、为确定的值；

其中调制比的定义为

                     (2)

式中， 为命令电压矢量的幅值；

结合式(2)，则可得

         (3)

对式(3)进行优化，可得，当时，三相谐波电流均方值取得最小值，电机铜损最小；控制系统模块在直流母线优化调制策略下产生直流调压的控制脉冲信号，控制直流母线电压工作在最优状态；其中对于不同的调制策略，系数直接计算得到。

2.一种空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：包括控制系统模块、检测模块、逆变模块、负载模块与永磁同步电机，直流电源通过直流调压单元进入逆变模块，交流电源进入负载模块，其中所述的检测模块包括测量直流电源输出端的母线电压、电流测量子模块、逆变模块的温度与故障检测子模块、永磁同步电机的电流测量子模块、转子位置测量子模块和扭矩测量子模块，所述各个检测子模块的信号输出端连接控制系统模块，控制系统模块将产生的直流调压的控制信号通过隔离驱动输出到直流调压单元，控制系统模块将产生的逆变模块的控制信号通过隔离驱动输出到逆变模块，逆变模块的信号输出端连接永磁同步电机；控制系统模块将产生的负载模块的控制信号输出到负载模块，负载模块连接永磁同步电机。

3.根据权利要求2所述的空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：所述的控制系统模块包括计算机、CAN卡、控制器与电可擦写存储器，所述的计算机通过CAN卡与控制器连接，控制器连接有电可擦写存储器。

4.根据权利要求3所述的空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：所述的控制器预制有调制策略，所述的调制策略包括有：(1)、传统的SVPWM，即两个零矢量作用时间均分；(2)、DPWM0；(3)、DPWM1；(4)、DPWM2；(5)、DPWM3；(6)、DPWMMAX；(7)、DPWMIN；(8)、其他DPWM；(9)、随机开关频率SVPWM；(10)、随机零矢量分配SVPWM；(11)、随机脉冲位置SVPWM；(12)、混合随机SVPWM；(13)零矢量分配因子优化SVPWM；这13种策略均有直流母线电压优化与不优化两种选择；除了(9)、(12)这两种调制策略外，其他11种调制策略均有开关周期优化与不优化两种选择。

5.根据权利要求4所述的空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：在计算机上进行定制调制策略，需要定制的调制策略在计算机上制作成文本文件或EXCEL文件固定的数据格式，通过CAN卡发送到控制器中，控制器将这些数据存储与电可擦写存储器中。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：所述的检测模块还包括有永磁同步电动机的噪声测量子模块，噪声测量子模块的信号输出端连接计算机，计算机进行声学分析。

7.根据权利要求6所述的空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：所述的负载模块包括变频调速子模块、负载电动机与联轴器，所述的变频调速子模块的信号控制端连接控制器，变频调速子模块的信号输出端连接负载电动机，负载电动机的输出轴通过联轴器连接永磁同步电动机的输出轴，所述的扭矩测量子模块设置在永磁同步电动机的输出轴上。

8.根据权利要求7所述的空间矢量脉冲宽度调制试验装置，其特征在于：所述的转子位置测量子模块采用编码器，编码器设置在永磁同步电动机的转子上。