[发明专利]一种降低电流滞环控制全桥逆变器开关频率的方法及装置

说明书

本发明提供了一种降低电流滞环控制全桥逆变器开关频率的方法及装置，该方法基于开关管Q1的控制信号Q_a1、开关管Q2的控制信号Q_a2、开关管Q3的控制信号Q_a3和开关管Q4的控制信号Q_a4得到逆变器开关管的四种状态，分别为：开关管Q1关断、开关管Q2开通、开关管Q3关断、开关管Q4开通；开关管Q1开通、开关管Q2关断、开关管Q3关断、开关管Q4开通；开关管Q1开通、开关管Q2关断、开关管Q3开通、开关管Q4关断；开关管Q1关断、开关管Q2开通、开关管Q3开通、开关管Q4关断。应用本发明的技术方案，通过引入第一滞环比较器和第二滞环比较器来引入两种零电压输出状态，从而降低了逆变器的开关频率。

技术领域

本发明涉及多相容错伺服控制技术领域，尤其涉及一种降低电流滞环控制全桥逆变器开关频率的方法及装置。

背景技术

近年来，多相容错伺服系统由于具备高可靠性和高容错性，已经开始应用于航空航天、船舶推进和电动汽车等领域。容错控制是多相容错伺服系统设计的核心和难点之一。多相容错永磁同步电机矢量控制方法中PWM的产生方式有电流滞环法和空间电压矢量(SVPWM)控制法两种。其中空间电压矢量(SVPWM)控制法具有输出电压谐波少和母线电压利用率高的优点；而电流滞环法具备响应速度快，抗扰动性能强的优点。对于多相电机而言，不仅要考虑正常运行情况，还需考虑故障时的容错运行状态，空间电压矢量(SVPWM)控制策略涉及复杂的坐标变换、扇区判断，进行容错控制时计算量很大，相比之下，电流滞环法在计算方面较为简单，并具备良好的动态特性。

全桥逆变器的电路示意图如图1所示。传统的电流滞环跟踪控制其滞环宽度是一定的，在一个控制周期内，通过输出负向电压将电流矫正回电流参考值附近，即通过控制开关管Q₂、开关管Q₃开通，开关管Q₁、开关管Q₄关断，使逆变器输出-U_dc矫正电流；通过输出正向电压将电流矫正回电流参考值附近，即通过控制开关管Q₁、开关管Q₄开通，开关管Q₃、开关管Q₄关断，使逆变器输出U_dc矫正电流。

因此，现有逆变器只有两种开关状态，即两种电压输出状态，这会导致逆变器开关频率非常高。

发明内容

本发明提供了一种降低电流滞环控制全桥逆变器开关频率的方法及装置，通过引入两种不同滞环宽度的滞环比较器来引入两种零电压输出状态，解决了逆变器开关频率非常高的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种降低电流滞环控制全桥逆变器开关频率的方法，所述方法包括：

将电流参考值Ia_ref和电流反馈值Ia作差输入第一滞环比较器，得到第一中间变量S1；

将电流参考值Ia_ref和电流反馈值Ia作差输入第二滞环比较器，得到第二中间变量S2；

对第一中间变量S1和第二中间变量S2进行与运算，得到第三中间变量S3；

对第一中间变量S1和第二中间变量S2进行异或运算，得到零电压判断标志位Flag_U₀，其中，零电压判断标志位Flag_U₀取0或者1；

将零电压判断标志位Flag_U₀输入JK触发器，得到零电压计数值Count_Flag_U₀和取反后的零电压计数值其中，零电压计数值Count_Flag_U₀取0时，取反后的零电压计数值取1，零电压计数值Count_Flag_U₀取1时，取反后的零电压计数值取0，所述零电压判断标志位Flag_U₀由0变为1时，零电压计数值Count_Flag_U₀取反，否则保持不变；