[发明专利]一种基于定子磁链的最小电流谐波脉宽调制系统

权利要求书

1.一种基于定子磁链的最小电流谐波脉宽调制系统，包括逆变模块、控制单元，其中控制单元包括电源模块、信号处理模块和处理器模块,电源模块与信号处理模块和处理器模块分别连接，为信号处理模块和处理器模块提供电源，信号处理模块与处理器模块连接，为处理器模块提供外部信号，处理器模块最终在接收到外部信号情况下实现脉宽调制控制，其特征在于：

所述处理器模块，用于实现最小电流谐波脉宽调制，其中包括：

信号滤波模块，用于对外部的转速、电压及电流信号进行滤波，然后传给调制度计算模块和频率及角度计算模块；

调制度计算模块，用于计算调制度，并将计算的调制度输出给模式选择与切换模块和开关角计算模块；

频率及角度计算模块，用于计算频率及角度，并将计算出的频率及角度输出给模式选择与切换模块、选择和更新模块；

模式选择与切换模块，所述模式选择与切换模块，根据频率和调制度，将频率和设定的频率阈值以及调制度和设定的调制度阈值作比较，首先判断频率是否大于第一设定频率阈值，如果是，再判断调制度是否大于第一设定调制度阈值，如果是则为方波调制，否则为6分频；如果频率小于第一设定频率阈值，则判断频率是否大于第二设定频率阈值，如果是，再判断调制度是否大于第二设定调制度阈值，如果是则为6分频，否则为12分频；如果频率小于第二设定频率阈值，则判断频率是否大于第三设定频率阈值，如果是，再判断调制度是否大于第三设定调制度阈值，如果是，则为12分频，否则为18分频，如果频率小于第三设定频率阈值，则为同步调制；

开关角计算模块，用于计算最小电流谐波脉宽调制的开关角，并将开关角输出给选择和更新模块；以定子磁链为参考系，以基波幅值为约束条件,利用计算机软件对加权谐波总畸变率进行寻优以求解开关角；先根据电机控制算法计算定子磁链，再根据模式选择与切换模块提供的调制模式，将定子磁链进行当前调制模式下均等划分并确定开关角个数，最后根据基波幅值和最小电流约束条件和调制度计算模块输出的调制度进行当前调制模式下开关角计算；

选择和更新模块，接收频率及角度计算模块计算并输出的频率计算周期值输送给脉冲生成模块，接收频率及角度计算模块输出的角度用于扇区值的判断，并且接收模式选择与切换模块输出的调制模式，计算当前调制模式内的占空比也输送给脉冲生成模块；选择和更新模块具体包含时钟单元、周期值计算单元、占空比计算单元、扇区判断单元，时钟单元和周期计算单元连接，时钟单元用于和频率共同计算周期值；周期计算单元与占空比计算单元连接，用于提供周期值；扇区判断单元与占空比计算单元连接，用于提供扇区号；占空比计算单元根据调制模式、开关角、周期值、扇区号进行占空比计算；

脉冲生成模块，依据周期值和占空比用于产生IGBT脉冲信号，驱动逆变模块的IGBT。

2.根据权利要求1所述的一种基于定子磁链的最小电流谐波脉宽调制系统，其特征在于：所述的信号滤波模块主要包括时钟单元、串并转换单元、预相加单元、乘累加单元以及寄存器输出单元，时钟单元与串并转换单元、预相加单元、乘累加单元以及寄存器输出单元连接，为这些单元提供时钟；串并转换模块与预相加单元、乘累加单元连接，将信号采样单元输出的信号进行并行和串行转换，然后传给预相加单元和乘累加单元；预相加单元与寄存器输出单元连接，将串并转换模块输出的数据进行移位和相加处理，并把处理后的数据传给寄存器输出单元；乘累加单元与寄存器输出单元连接，将串并转换模块输出的数据进行比较、相加及移位处理，并将处理后的数据传给寄存器输出单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于定子磁链的最小电流谐波脉宽调制系统，其特征在于：所述的脉冲生成模块包含时钟单元、周期转换单元、计数器单元、占空比转换单元和比较单元，其中时钟单元与周期转换单元、计数器单元、占空比转换单元、比较单元连接，用于为周期转换单元、计数器单元、占空比转换单元、比较单元单元提供时钟；周期转换单元与计数器单元、占空比转换单元连接，用于将选择和更新模块输出的周期值转换为脉冲生成模块需要的周期值，将转换后的周期值传给计数器单元和占空比转换单元；计数器单元与比较单元连接，计数器单元根据周期值用于产生三角载波，将产生三角载波传给比较单元；占空比转换单元与比较单元连接，用于将选择和更新模块提供占空比转换为脉冲生成模块对应的占空比，将转换后占空比传给比较单元；比较单元根据三角载波和占空比用于产生IGBT脉冲信号，驱动逆变模块的六个IGBT。