[发明专利]基于双向准Z源的双PWM电机驱动控制系统

说明书

本发明为一种基于双向准Z源的双PWM电机驱动控制系统，该系统的组成包括控制器、驱动器、基于双向准Z源的双PWM拓扑单元、永磁同步电机和数据处理器；其中，基于双向准Z源的双PWM拓扑单元与数据处理器的输入相连；数据处理器的输出和控制器的输入相连；控制器的输出与驱动器的输入相连；驱动器的输出与基于双向准Z源的双PWM拓扑单元相连；基于双向准Z源的双PWM拓扑单元、数据处理器的输入分别与永磁同步电机相连。本发明解决了传统的三相PWM整流器由于上下桥臂的开关管不能同时导通而加入死区的问题，可以控制电机使其平稳地运行。

技术领域

本发明涉及电机驱动控制技术领域，尤其涉及基于双向准Z源的双PWM电机驱动控制系统。

背景技术

双PWM变换器因具有能量双向流动、输入功率因数可控、降低电网侧谐波、直流侧电压可调等优点，使其在各类变流控制装置中得到广泛的应用。但是三相PWM整流器只能实现在三相不可控整流桥(540V)的基础上做升压变换，这样直流母线电压的可调范围就比较小，而且抗干扰能力差，在很多应用场合受到限制。三相逆变器的输出往往与电机负载连接，作为控制对象电机在低压运行状态下反电势很低，如果能在低速的时候将直流母线电压降下来，也就是降低了交流侧的电压值，这样在电机控制过程中能获得更好的电流跟随效果。准Z源拓扑不仅可以实现升降压变换，而且因为其体积小、效率高等优点被广泛应用。现有的专利，如CN105897100A[一种车用双向准Z源逆变器电机驱动系统]、CN103701342A[一种准Z源逆变器]只是单纯的将准Z源拓扑与三相PWM逆变器结合，并没有与三相PWM整流器连接构成一个完整的系统。这两个专利是在准Z源逆变器的基础上的电机驱动系统，传统的电机驱动由整流(将三相交流电变为直流电)、逆变(将直流电变为交流电)两部分组成，以便于电机的控制。加上整流环节不仅可以实现直流母线电压可控性，而且可以保证网侧的单位功率因数，减少了电网污染。CN103701342A[一种准Z源逆变器]、CN105897100A[一种车用双向准Z源逆变器电机驱动系统]中的电源模块是提供直流电的，但是只能提供固定值的直流电，功能上不能实现直流电的可控可调性。如果是可控可调的电源模块，只能进行升压或者是降压变换；如果要是同时实现以上两个功能，只能增加直流升压/降压斩波电路，这样不仅在电路要进行改变，同时也增加了系统的控制难度。

为了克服以上缺点，在双PWM变换器的基础上引入双向准Z源拓扑构成基于双向准Z源的双PWM电机驱动控制系统，这样不仅可以实现能量双向流动、输入功率因数可控而且可以实现直流母线的升降压变换，其应用前景将会产生巨大的经济和社会效应。

发明内容

本发明的目的是针对当前技术中存在的不足，提供了一种基于双向准Z源的双PWM电机驱动控制系统。该系统在现有的双PWM拓扑单元上增加了准Z源拓扑构成了基于双向准Z源的双PWM拓扑单元；同时，控制器与原专利相比取消了运算放大模块，这样数据处理器到控制器只需要一个运算放大模块，简化了电路；数据处理器与原专利相比增加了传感器模块；在控制方式上也有所改变，将双PWM拓扑与准Z源拓扑的控制结合形成一体化控制。本发明通过构建系统取代了升压/降压的两级电路，可以实现直流母线电压的升压与降压变换且稳定，而且由于准Z源拓扑的加入，解决了传统的三相PWM整流器由于上下桥臂的开关管不能同时导通而加入死区的问题，可以控制电机使其平稳地运行。

本发明的技术方案为：

一种基于双向准Z源的双PWM电机驱动控制系统，该系统的组成包括控制器、驱动器、基于双向准Z源的双PWM拓扑单元、永磁同步电机和数据处理器；

其中，基于双向准Z源的双PWM拓扑单元与数据处理器的输入相连；数据处理器的输出和控制器的输入相连；控制器的输出与驱动器的输入相连；驱动器的输出与基于双向准Z源的双PWM拓扑单元相连；基于双向准Z源的双PWM拓扑单元、数据处理器的输入分别与永磁同步电机相连；

所述控制器的组成包括A\D转换模块和DSP模块；A\D转换模块与DSP模块连接；