[发明专利]一种牵引逆变器斩波控制系统

权利要求书

1.一种牵引逆变器斩波控制系统，包括双桥IGBT斩波单元、控制单元，其特征在于：控制单元包含MCU模块和FPGA模块，MCU模块包括功率计算模块、模式选择模块和占空比计算模块；FPGA模块包括信号处理模块、脉冲生成模块；信号处理模块与功率计算模块连接，将外部输入处理后的电压、电流、转速信号传给功率计算模块；信号处理模块又与模式选择模块连接，将外部输入处理后的电压信号传给模式选择模块；功率计算模块又与模式选择模块连接，将计算得到的功率传给模式选择模块；功率计算模块、模式选择模块又都和占空比计算模块连接，将功率计算模块输出功率和模式选择模块输出的模式传给占空比计算模块；占空比计算模块与脉冲生成模块连接，将生成的占空比信号传给脉冲生成模块，使脉冲生成模块产生相应的PWM信号间接控制双桥IGBT斩波单元；

所述的功率计算模块，根据电压和电流、转速和转矩分别计算制动功率1和制动功率2，两个功率比较后取最大制动功率；

所述的模式选择模块，根据电压和功率进行模式选择，主要包含7种模式：模式0为斩波PWM1信号和斩波PWM2信号不受MCU占空比控制、模式1为斩波PWM1信号和斩波PWM2信号同时全开通、模式2为斩波PWM1信号和斩波PWM2信号周期交替开通，模式3为斩波PWM1信号全开通和斩波PWM2信号占空比开通且同时，模式4为斩波PWM1信号全开通和斩波PWM2信号占空比开通且斩波PWM1信号和斩波PWM2信号周期交替，模式5为斩波PWM1信号和斩波PWM2信号都为占空比开通且同时、模式6为斩波PWM1信号和斩波PWM2信号都为占空比开通且周期交替；

所述的占空比计算模块，根据制动功率大小和开通模式，分别计算双桥IGBT斩波开通的占空比。

2.根据权利要求1所述的一种牵引逆变器斩波控制系统，其特征在于：控制单元包含FPGA模块，FPGA模块还包含信号处理模块，所述的信号处理模块包括运算放大单元、信号采样单元、信号处理单元，其中，信号处理单元主要包括时钟单元、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所述的一种牵引逆变器斩波控制系统，其特征在于：控制单元包含FPGA模块，FPGA模块还包含脉冲生成模块，脉冲生成模块还包含时钟单元、周期转换单元、计数器单元、占空比转换单元、比较单元，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，用于为这些单元提供时钟，本发明设置10us；周期转换单元与计数器单元、占空比转换单元连接，用于将MCU计算得到的周期转换为FPGA时钟下对应的周期，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，比较单元根据三角载波和占空比用于产生斩波PWM1和斩波PWM2信号；占空比转换单元与比较单元连接，将转换后占空比传给比较单元，占空比转换单元用于将MCU计算得到的占空比转换为FPGA时钟下对应的占空比。