[发明专利]一种电流源逆变器控制的电机相电流尖峰消除方法

权利要求书

1.一种电流源逆变器控制的电机相电流尖峰消除方法，其特征在于，包括：

电源单元、永磁电机单元、buck电路控制信号输出单元、三相逆变桥信号输出单元；

电源单元，根据buck电路控制信号输出单元与三相逆变桥信号输出单元输出的信号调控三相电流/压，与永磁电机单元连接，驱动电机并使其转速可调；所述的电源单元包括直流稳压电源V_dc、buck电路、电感L2、三相逆变桥；其中，直流稳压电源先通过buck电路调压，经过电感稳流后再输出到三相逆变桥中完成逆变；电源单元输出母线电流给buck电路控制信号输出单元，

永磁电机单元，包括被控制的永磁电机，输出当前转速n给buck电路控制信号输出单元，输出当前转子位置角theta的信号给三相逆变桥信号输出单元；

buck电路控制信号输出单元与电源单元连接，根据电机转速n以及母线电流I_dc的大小控制电源单元中buck电路的信号输出；三相逆变桥信号输出单元与电源单元连接，根据电机转子位置角theta控制电源单元中三相逆变桥的信号输出；

所述的三相逆变桥信号输出单元根据电机的转子位置角theta，在每个扇区与下个扇区的切换前提前开启下个扇区需要的上/下管，同时在需要关断的上/下管上加上占空比递增的PWM斩波，逐渐进行关断；具体包括：

三相占空比调节单元，根据转子位置角theta和开关周期Ts，输出三相控制桥的6个有效时间t1~t6；

三相信号输出单元，根据得到的有效时间t1~t6，分别与周期为Ts、幅值为Ts/2的三角波进行比较后，输出6个方波信号至电源单元的三相逆变桥。

2.根据权利要求1所述的电机相电流尖峰消除方法，其特征在于，所述的电源单元包括：

直流稳压电源V_dc，用于提供电机转动需要的电流；

buck电路，用于根据buck电路控制信号输出单元输出的方波信号改变输出的稳压电压的大小，以实现对电机转速n的控制；

电感L2，用于电流滤波，使母线电流在电机转速稳定后也保持稳定，以达到电流源逆变的效果，取值大于1mH；

三相逆变桥，用于逆变，根据三相逆变桥信号输出单元输出的方波信号调节电流在三相桥上的流通方向，输出至电机使得电机可以正常运转。

3.根据权利要求2所述的电机相电流尖峰消除方法，其特征在于，所述的电源单元中，所述的buck电路包括半导体器件MOSFET、一个二极管D、电感L1、电容C4、保护电阻R；其中：buck电路控制信号输出单元输出的方波信号接入半导体器件MOSFET的G极，MOSFET的D极与稳压电源V_dc正极连接；二极管负极与MOSFET的S极和电感L1的一端连接；二极管正极与电容C4的负极、保护电阻R一端、稳压电源V_dc负极连接，作为电压输出的负极；电容C4的正极与保护电阻R另一端以及电感L1的另一端连接，作为电压输出的正极。

4.根据权利要求2所述的电机相电流尖峰消除方法，其特征在于，所述的电源单元中，所述的三相逆变桥包括6个半导体器件MOSFET、三个滤波电容C1~C3；其中：6个半导体器件MOSFET对应由三相逆变桥信号输出单元输出的6个控制方波信号；三个滤波电容通过星型连接的方式并联在三相输出上，实现对三相冲击电流的高频滤波。

5.根据权利要求1所述的电机相电流尖峰消除方法，其特征在于，所述的buck电路控制信号输出单元包括：

buck电路占空比调节单元，经过转速环与电流环双闭环调节后，根据开关周期Ts每过一个计算周期进行一次占空比的计算，将计算获得的有效时间T1输出到buck电路信号输出单元；

buck电路信号输出单元，根据得到的有效时间T1，与周期为Ts、幅值为Ts/2的三角波进行比较后，输出需要的方波信号。

6.根据权利要求5所述的电机相电流尖峰消除方法，其特征在于，所述的buck电路占空比调节单元包括转速环PI1、电流环PI2、计时器clock、占空比计算模块；PI1将目标转速和实际转速作差的值进行PI运算后得到目标母线电流；PI2将目标母线电流和实际母线电流作差的值进行PI运算后得到需要改变的占空比相对值Ns；占空比计算模块在计时器clock上升沿时触发计算，根据原输出的有效时间T1、开关周期Ts和改变的占空比相对值Ns，输出新的有效时间T1。