[发明专利]一种基于DDS技术的异步电机控制器及具有其的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种基于DDS技术的异步电机控制器及具有其的车辆。

背景技术

现有的车用异步电机控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制两种。下面分别对这两种控制方法进行说明：

(1)矢量控制技术是比较成熟并常用的异步电机控制技术。这是一种基于坐标变换的技术，通过三相到两相的坐标变换，实现定子电流转矩分量和励磁分量的解耦，进行独立控制，使异步电机具有和直流电机一样的优良的转矩、转速调节特性。其中，转子磁场定向的矢量控制是20年来实际应用最为普遍、最为成熟的高性能交流调速系统技术。

(2)直接转矩控制技术摒弃了矢量控制中解耦的思想，将转子磁通定向更换为定子磁通定向，通过控制定子磁链的幅值及矢量相对于转子磁链的夹角，从而达到控制转矩的目的。

但是针对矢量控制和直接转矩控制，目前主流上都采用了空间矢量SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)调制。而SVPWM会给控制本身带来以下问题：SVPWM调制直接受驱动模块开关频率的限制，开关频率通常在5K～20K之间。这样，空间矢量的相位只能按照这个开关频率来累积，当电机转速越高时，一个电流周期内，给定的调制点就越少，也就是给定信号的正弦度越不好，谐波含量越多，这将会影响电机效率。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于DDS技术的异步电机控制器。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供基于DDS技术的异步电机控制器，包括：比例积分PI调节模块、相位处理模块、直接数字式频率合成DDS模块、单周电流实时调制PWM控制模块、反馈电流有效信号计算模块和转子定位模块，其中，所述PI调节模块的输入端分别与有效电流输出端和反馈电流有效信号计算模块的输出端相连，用于对输入的有效电流和反馈电流有效信号进行PI调节，生成幅度输入信号；所述相位处理模块的输入端分别与转差频率输出端和转子定位模块的输出端相连，用于根据输入的转差频率和转子频率计算得到同步频率相位；所述DDS模块的输入端分别与所述PI调节模块的输出端和所述相位处理模块的输出端相连，用于对所述同步频率相位进行相位累加得到相位信息，将所述相位信息转换为对应的正弦幅度数字信号，根据所述幅度输入信号和所述数字化正弦幅度信号生成数字化波形序列，将所述数字波形化序列经过数模转换以生成第一至第三相正弦信号；所述单周电流实时调制PWM控制模块的输入端与所述DDS模块的输出端和所述反馈电流有效信号计算模块的输出端相连，所述单周电流实时调制PWM控制模块的输出端与异步电机和所述反馈电流有效信号计算模块的输入端相连，用于对所述第一至第三相正弦信号分别与反馈电流有效信号进行差值运算，并将差值运算结果与三角波进行比较，将比较后生成的第一至第三相信号输出至功率驱动模块，以由所述功率驱动模块驱动电机；所述转子定位模块的输入端与所述电机相连，用于检测所述电机的转子的位置，并生成用于表示转子位置的转子频率，将所述转子频率发送至所述相位处理模块。

在本发明的一个实施例中，所述相位处理模块包括：加法器，所述加法器的输入端分别与转差频率输出端和转子定位模块的输出端相连，用于对所述转差频率和转子频率进行加法运算；相位生成单元，所述相位生成单元的输入端与所述加法器的输出端相连，所述相位生成单元的输出端与所述DDS模块的输入端相连，用于对加法运算后的信号进行处理以得到同步频率相位。

在本发明的又一个实施例中，所述转子定位模块为位置传感器。

在本发明的再一个实施例中，所述DDS模块包括：频率控制器，用于提供相位增量；相位累加器，所述相位累加器的输入端与所述频率控制器的输出端相连，用于根据在每个时钟周期内，以所述相位增量对所述同步频率相位进行相位累加得到相位信息；波形存储器，所述波形存储器的输入端与所述相位累加器的输出端相连，用于将所述相位信息转换为对应的正弦幅度数字信号，根据所述幅度输入信号和所述数字化正弦幅度信号生成数字化波形序列；数模转换器，所述数模转换器的输入端与所述波形存储器的输出端相连，用于将所述数字波形化序列经过数模转换以生成第一至第三相正弦信号。

在本发明的又一个实施例中，所述DDS模块还包括：滤波器，所述滤波器的输入端与所述数模转换器的输出端相连，用于对所述第一至第三相正弦信号进行滤波处理，生成滤波后的第一至第三相正弦信号。

在本发明的一个实施例中，所述滤波器为低通滤波器。