[发明专利]一种电机控制系统查表插补法过调制控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制系统，尤其涉及一种电机控制系统中的过调制控制方法。 

背景技术

在新能源汽车动力系统控制中，电机控制系统是汽车中电能与动能转换非常重要的部件，而在实际控制中，SVPWM算法对于过调制算法的处理仅仅实现简化过调制控制算法（SVPWM电压矢量作用时间按比例简单重新分配），算法流程图如图4所示：T1 、T2 、T0分别为DQ轴电压矢量作用时间、零矢量作用时间；Ur为给定电压矢量；T1’、T2’为重新分配的DQ轴电压矢量作用时；T0’为重新分配的电压零矢量作用时间。该算法实测验证知会引起逆变器输出电压非线性。非线性的影响将使逆变器输出电压减小，对实际系统而言，该影响相当于减小了电流PI调节器的参数，使得逆变器输出电压容易饱和，也使得电机稳态时定子电流不稳定，出现振荡。 

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种电机控制系统查表插补法过调制控制方法。本发明实现对逆变器输出电压的控制，将电压利用率提高10%，增大电机输出功率，拓宽电机调速范围。 

为了解决上述技术问题，本发明一种电机控制系统查表插补法过调制控制方法，它包括 

步骤一，根据给定的电压矢量Ur计算调制后的驱动信号；

根据空间矢量PWM调制1算法知，当给定电压矢量Ur在正六边形内切圆内部时，此时调制比M<1，采用正弦调制，此时零矢量作用时间 ；

当给定电压矢量Ur幅值超过内切圆半径时，此时,即发生了过调制；此时需对给定电压矢量 进行调整，使调制后的电压矢量落在正六边形内部，定义调制比M，

-------------------------------------------------（1）

当给定电压矢量位于空间矢量正六边形内切圆上时，调制比M=1，此时逆变器输出线电压基波有效值为0.707Udc，Udc为直流母线电压；

当给定电压矢量位于正六边形外接圆上时，根据式（1）知，此时调制比M=1.1547，逆变器输出线电压基波有效值为0.742Udc；

当给定电压矢量位于正六边形外接三角形的外接圆上时，此时逆变器输出方波，以六脉波的方式工作，由式（1）知，此时调制比M=2，逆变器输出线电压基波有效值为0.78Udc；

由上述简单推导知，调制比M与逆变器输出电压矢量幅值大小是非线性关系；

当时，此时给定电压矢量幅值位于正六边形内切圆与外接圆之间，定义该区域为过调制I区，当超出六边形时，则需保持矢量角度不变，减小幅值，使调整后的电压矢量终点落在正六边形边沿上； 

由SVPWM调制原理知，当发生过调制时；

其中为PWM开关周期，为D轴电压矢量作用时间，为Q轴电压矢量作用时间，为零矢量作用时间，需重新分配各电压矢量作用时间，根据基波幅值相等的傅里叶变换分析得，此时

-----------（2）

为线性化后的调制比；

给定电压矢量幅值大于正六边形外接圆半径时，定义该区域为过调制II区，此时零矢量作用时间始终为负值，当给定电压矢量位于正六边形外接三角形外时，此时计算得知，，为D轴电压矢量作用时间，为Q轴电压矢量作用时间，为零矢量作用时间，需重新分配各电压矢量作用时间，根据基波幅值相等的傅里叶变化分析，此时

----（3）

式（2）（3）中，M为原调制比，为线性化之后的新调制比；使用matlab程序，绘制完整的SVPWM过调制线性化调制比查表；

当发生过调制时，，此时需根据给定电压矢量Ur的幅值大小计算原调制比M值，然后根据SVPWM过调制线性化调制比查表查出该调制比下的新调制比，然后根据公式

--------------------------------------------------（4）

计算新电压矢量作用时间；

步骤二，对步骤一获得的驱动信号通过逆变器三相全桥处理模块2得到输出电压矢量U；

步骤三，以步骤二获得的输出电压矢量控制电机运转。

本发明将SVPWM算法改进为带有查表插补法过调制算法，在相同工况，相同油门踏板输入的工况下，电机能够达到更高的速度（经过一级减速器后的速度），可看出改进后的SVPWM过调制算法比一般SVPWM算法调制出的相电压改善明显。本发明实现对逆变器输出电压的控制，将电压利用率提高10%，增大电机输出功率，拓宽电机调速范围。 

附图说明