[发明专利]一种不规则载波斜率随机调制的电机控制方法

摘要

本发明公开了一种不规则载波斜率随机调制的电机控制方法，所述方法实现包括：三相电机、电压源逆变桥、调制波产生模块、随机PWM产生模块四个部分。其中随机PWM产生模块通过比较不规则载波斜率随机时对应固定锯齿载波中随机变量的值，来计算一个周期内6路比较值的大小，然后利用计算得到的比较值与锯齿载波比较生成随机PWM脉冲。所述不规则载波斜率随机调制方法的实现无需外部附加电路，具有普适性，计算量小，易于工程实现；能够在保持采样频率不变的情况下将相电流频谱均匀分布在较宽的范围内，降低开关频率整数倍处的谐波幅值，达到抑制系统电磁干扰，降低电机高、低频振动的目的。

主权项

1.一种不规则载波斜率随机调制的电机控制方法，其特征在于：所述方法的电机控制系统包括三相电机(1)、电压源逆变桥(2)、调制波产生模块(3)、随机PWM产生模块(4)；其中三相电机(1)与电压源逆变桥(2)的三相输出相连，指令给定信号R^*与反馈信号i_a、i_b、θ作为调制波产生模块(3)的输入，并输出调制波T_a、T_b、T_c给到随机PWM产生模块(4)作为输入，随机PWM产生模块(4)输出6路PWM并与电压源逆变桥(2)相连；所述随机PWM产生模块(4)包括：随机载波调制模块(4‑1)、比较值计算模块(4‑2)、PWM调制模块(4‑3)；随机载波调制模块(4‑1)调制产生载波幅值2TR与随机变量TM并给到比较值计算模块(4‑2)、PWM调制模块(4‑3)，3路调制波T_a、T_b、T_c及2TR、TM经比较值计算模块(4‑2)输出比较值cva1、cva2、cva3、cvb1、cvb2、cvb3并与2TR、TM共同作为PWM调制模块(4‑3)的输入，PWM调制模块(4‑3)输出PWM作为电压源逆变桥(2)的输入；所述随机载波调制模块(4‑1)中不规则载波特征为，在一个周期T_s内，以斜率k₁从0开始经过时间βT_s后幅值增加到TR，再以斜率k₂开始幅值减小到周期结束时为0；所述锯齿载波特征为，在一个周期T_s内，以固定斜率k₃从0开始经过周期T_s后幅值增加到2TR，然后瞬时减小为0，其中固定锯齿载波斜率k₃可表示为固定锯齿载波幅值2TR与周期T_s的比值，锯齿载波固定则其载波斜率k₃保持不变；不规则载波的随机可表示为斜率k₁、k₂随机变化，且二者关系表示为：上式中变量β决定了不规则载波斜率k₁、k₂的值的大小，且β的取值范围为[0,1]，所以对变量β的随机控制就是对不规则载波斜率k₁、k₂的随机控制；同一周期内，不规则载波斜率k₁、k₂的随机变化，对应引起固定锯齿载波中变量TM的随机变化，TM与k₁之间的关系表达式为：式中变量TM由k₁决定，而k₁由变量β决定，所以变量TM由β决定，并且其取值范围为[0,2TR]；所述比较值计算模块(4‑2)通过输入变量T_a、T_b、T_c、2TR、TM计算每个固定锯齿载波周期T_s中6个比较值的大小，其计算方法为：式中r_a(t)、r_b(t)、r_c(t)表示3路相位互差120°的调制波，其波形为马鞍波；所述PWM调制模块(4‑3)用于产生6路随机PWM脉冲，其特征为，数字信号处理器产生周期为T_s，幅值为2TR的固定锯齿载波，然后与6个比较值比较产生3路非对称随机PWM脉冲，其余3路互补输出。