[发明专利]一种高开关频率逆变器的低控制频率控制方法

权利要求书

1.一种高开关频率逆变器的低控制频率控制方法，其特征在于：在一个控制周期的每个开关周期中都对高开关频率逆变器输出的电压矢量在静止坐标系下的角度进行转动，转动的角度为一个开关周期内dq旋转坐标系转过的角度；

每个开关周期中都对逆变器输出的ABC静止坐标系下的电压矢量进行角度补偿，补偿的角度为半个开关周期内dq旋转坐标系转过的角度，从而使逆变器输出电压矢量与参考电压矢量的角度偏差最小；每个开关周期中都计算下一个开关周期在ABC静止坐标系下的电压参考矢量，从而补偿PWM波生成器的延迟一拍特性；在每个控制周期的最后一个开关周期到来之前完成主控制程序的计算，并在最后一个开关周期里计算下一个控制周期的第1个开关周期的电压参考值；

设每个控制周期中有q个开关周期，所述的高开关频率逆变器的低控制频率控制方法的具体内容是：

1)在第k-1个控制周期内，通过电流控制器程序计算得到dq坐标系下的电压参考值此即为第k个控制周期在dq坐标系下的电压参考值，将其写为在第k-1个控制周期内，观测器程序计算得到第k个控制周期起始时刻，即t＝kT_c时的dq坐标系在静止坐标系下的电角度θ[k]和电角速度ω[k]；

2)在第k个控制周期到来时，即t＝kT_c时，第k个控制周期中的第1个开关周期也同时到来，此时同时触发控制周期中断和开关周期中断，由于开关周期中断优先级高于控制周期中断，故优先进行开关周期中断中的电压矢量切换，更新ABC坐标系下的电压参考值为

其中

θ_k,1＝θ[k]+(1.5)ω[k]T_sw (2)

T_sw为开关周期；

3)第k个控制周期的第2～q-1个开关周期到来时，开关周期中断触发，由于其中断优先级较高，故优先进行开关周期中断中的电压矢量切换，更新ABC坐标系下的电压参考值为

其中

θ_k,i＝θ[k]+(i+0.5)ω[k]T_sw,i＝2,3,…,q-1 (4)

4)在第k个控制周期的第q-1个开关周期结束之前，第k个控制周期中的电流控制器程序运行完毕，得到第k+1个控制周期的电压参考值在第k个控制周期的第q-1个开关周期结束之前，第k个控制周期中的观测器程序运行完毕，得到第k+1个控制周期起始时刻，即t＝(k+1)T_c时的dq坐标系在静止坐标系下的电角度θ[k+1]和电角速度ω[k+1]；

5)在第k个控制周期的第q个开关周期到来时，开关周期中断触发，优先进行开关周期中断中的电压矢量切换；由于PWM信号生成环节存在延迟一拍特性，故第k个控制周期的第q个开关周期中设置的电压参考值为第k+1个控制周期的第1个开关周期的电压参考值，故更新ABC坐标系下的电压参考值为

2.如权利要求1所述的高开关频率逆变器的低控制频率控制方法，其特征在于：在第k个控制周期的第i个开关周期中PWM波生成器所使用的电压参考向量表达式为

其中，设每个控制周期中有q个开关周期，T_iPark(θ)为反Park变换矩阵，θ[k]为第k个控制周期起始时刻的电机电角度，ω[k]为第k个控制周期起始时刻的电机电角速度，为第k个控制周期内在dq旋转坐标系下的电压参考矢量，T_sw为开关周期。

3.如权利要求1所述的高开关频率逆变器的低控制频率控制方法，其特征在于：所述高开关频率逆变器在第k个控制周期内输出的电压矢量在ABC静止坐标系下的表达式如式(7)、(8)所示；

高开关频率逆变器在第k个控制周期内输出的电压矢量在dq旋转坐标系下的表达式如式(9)、(10)所示；

其中T_iPark(θ)为反Park变换矩阵，T_r(θ)为两相坐标系旋转矩阵，θ[k]为第k个控制周期起始时刻的电机电角度，ω[k]为第k个控制周期起始时刻的电机电角速度，为第k个控制周期内在dq旋转坐标系下的电压参考矢量。

4.如权利要求3所述的高开关频率逆变器的低控制频率控制方法，其特征在于：所述高开关频率逆变器在第k个控制周期内输出的电压矢量在ABC静止坐标系下的近似表达式如式(11)所示；

高开关频率逆变器在第k个控制周期内输出的电压矢量在dq旋转坐标系下的近似表达式如式(12)所示；

其中T_iPark(θ)为反Park变换矩阵，θ[k]为第k个控制周期起始时刻的电机电角度，ω[k]为第k个控制周期起始时刻的电机电角速度，为第k个控制周期内在dq旋转坐标系下的电压参考矢量。