一種車用雙向準(zhǔn)z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，包括調(diào)速控制模塊、傳感器單元，以及依次連接的電源模塊、雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)、三相橋式逆變器和電機(jī)，雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)和三相橋式逆變器構(gòu)成雙向準(zhǔn)Z源逆變器，調(diào)速控制模塊分別連接傳感器單元和雙向準(zhǔn)Z源逆變器，雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)包括電感L1、L2、電容C1、C2、IGBT開關(guān)管S7和二極管D7。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明構(gòu)建雙向準(zhǔn)Z源逆變器系統(tǒng)作為單級逆變器結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)電驅(qū)動領(lǐng)域兩級變換DC\DC和DC\AC變換，避免電池組電壓波動，維持直流母線電壓穩(wěn)定可調(diào)，由于不存在傳統(tǒng)逆變器死區(qū)時(shí)間的問題，可以降低輸出電壓的畸變，降低轉(zhuǎn)矩脈動和電磁噪聲。
【專利說明】
一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及車用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，逆變器是電壓型逆變器，存在如下不足：
[0003] 1.電壓型逆變器母線電壓為電池的輸出電壓，受到電池電壓的限制，汽車在爬坡 和加速過程中，在電量不足的情況下，會出現(xiàn)電壓跌落，導(dǎo)致電機(jī)輸出動力不足，為了改善 蓄電池輸出的軟特性，在燃料電池汽車和電動商用車中通常在電池的輸出端增加一級非隔 離BOOST電路，BOOST電路將電壓升高后，供給三相橋式逆變器驅(qū)動電機(jī)，帶前級DC/DC逆變 器是兩級電路，系統(tǒng)整體經(jīng)過兩級變換后傳輸效率較低。
[0004] 2.傳統(tǒng)電壓型逆變器上下橋臂不能同時(shí)導(dǎo)通，需要增加死區(qū)時(shí)間，然而，死區(qū)時(shí)間 的存在會輸出電壓和電流出現(xiàn)畸變，加大系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩脈動，增加了系統(tǒng)的電磁噪聲，影響電 驅(qū)系統(tǒng)的舒適性和可靠性。
[0005] Z源逆變器是一種新型單級電路拓?fù)?，其基本原理是無需增加額外的開關(guān)器件替 代傳統(tǒng)的兩級結(jié)構(gòu)，僅通過引入直通狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)母線電壓的提升，然而傳統(tǒng)的Z源逆變器仍 然存在如下問題亟待解決，例如電容電壓應(yīng)力較大，啟動時(shí)沖擊電流較大，電流斷續(xù)問題 等。
[0006] 中國專利CN104578881A公開了一種新型Z源并網(wǎng)變流器，包括電池儲能單元、Z源 網(wǎng)絡(luò)、全控型功率器件、三相逆變橋和LC濾波電路，其中電池儲能單元正極連接Z源網(wǎng)絡(luò)的 輸入端，Z源網(wǎng)絡(luò)輸出端連接三相逆變橋的正端，三相逆變橋負(fù)端連接電池儲能單元負(fù)極，Z 源網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在電池儲能單元和三相逆變橋之間，其另外兩個端口連接一個全控型功率器 件，三相逆變橋輸出通過LC濾波電路接入電網(wǎng)。該專利逆變器的電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于光伏并聯(lián) 電網(wǎng)領(lǐng)域，在輕載或Z源電感較小時(shí)，會出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)，不能夠克服電流斷續(xù)造成的 影響，且在控制方式上采用的是開環(huán)控制，應(yīng)用于汽車電驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域并不能達(dá)到轉(zhuǎn)速高 速控制的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種車用雙向準(zhǔn)Z源 逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，通過構(gòu)建雙向準(zhǔn)Z源逆變器系統(tǒng)作為單級逆變器結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)電驅(qū) 動領(lǐng)域兩級變換DC\DC和DC\AC變換，可以避免電池組電壓波動，同時(shí)維持直流母線電壓穩(wěn) 定可調(diào)，由于不存在傳統(tǒng)逆變器死區(qū)時(shí)間的問題，可以減小輸出的電壓畸變問題，降低轉(zhuǎn)矩 脈動和電磁噪聲。
[0008] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，包括調(diào)速控制模塊、傳感器單元，以及 依次連接的電源模塊、雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)、三相橋式逆變器和電機(jī)，所述雙向準(zhǔn)Z源前 級無源網(wǎng)絡(luò)和三相橋式逆變器構(gòu)成雙向準(zhǔn)Z源逆變器，所述調(diào)速控制模塊分別連接傳感器 單元和雙向準(zhǔn)Z源逆變器，所述雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)包括電感Li、L2、電容ChC^IGBT開 關(guān)管S7和二極管D7,所述電感Li的一端連接電源模塊的正極，另一端分別連接電容Cl的一 端、IGBT開關(guān)管S7的發(fā)射極和二極管D7的正極，所述IGBT開關(guān)管S7的集電極分別連接二極管 D 7的負(fù)極、電容C 2的一端和電感L 2的一端，所述電容C 2的另一端分別連接電源模塊的負(fù)極和 三相橋式逆變器的正極輸入端，所述電感L2的另一端分別連接電容&的另一端和三相橋式 逆變器的負(fù)極輸入端;所述傳感器單元包括用于采集電容(： 2兩端電壓的電壓傳感器、用于 采集A相電機(jī)電流的第一電流傳感器、用于采集B相電機(jī)電流的第二電流傳感器以及用于采 集電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度的位置傳感器；
[0010] 所述調(diào)速控制模塊將設(shè)定的電容電壓參考值與電容(：2兩端電壓VC2的差值進(jìn)行PI 控制后獲得直通占空比D，并根據(jù)A相電機(jī)電流i a、B相電機(jī)電流ib、電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度Θ、給定 的電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Te*和直通占空比D，采用插入直通占空比的SVP麗(Space Vector Pulse Width Modulation，空間矢量脈寬調(diào)制）算法得到控制三相橋式逆變器三相橋臂通斷的六 路PWM控制信號，同時(shí)根據(jù)六路PWM控制信號獲得控制IGBT開關(guān)管S7通斷的PWM控制信號。
[0011] 所述調(diào)速控制模塊包括：
[0012] 電壓分量發(fā)生單元，用于輸出d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq，分別連接第一電流 傳感器、第二電流傳感器和位置傳感器，對A相電機(jī)電流i a、B相電機(jī)電流ib進(jìn)行基于電機(jī)轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)角度Θ的坐標(biāo)變換后得到d軸電流分量i d和q軸電流分量i q，并對給定的電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 TJ進(jìn)行MTPA (最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制)控制后輸出d軸電流參考值i/和d軸電流參考值iq'再對差值 i/-id進(jìn)行PI控制后輸出d軸電壓分量Ud，對差值iq^iq進(jìn)行PI控制后輸出d軸電壓分量Uq;
[0013] 直通占空比發(fā)生單元，用于輸出直通占空比D，分別連接電壓傳感器和電壓分量發(fā) 生單兀，根據(jù)電容C2兩端電壓Vc2、d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq給定電容電壓參考值 Fi ,:再對差值進(jìn)行PI控制后輸出直通占空比D;
[0014] SVP麗調(diào)制器，用于輸出控制三相橋式逆變器三相橋臂通斷的六路P麗控制信號， 分別連接電壓分量發(fā)生單元、直通占空比發(fā)生單元和三相橋式逆變器，根據(jù)d軸電壓分量 Ud、q軸電壓分量uq和直通占空比D，采用插入直通占空比的SVPWM算法得到控制三相橋式逆 變器三相橋臂通斷的六路PWM控制信號；
[0015] 開關(guān)控制P麗發(fā)生器，用于輸出控制IGBT開關(guān)管S7通斷的P麗控制信號，分別連接 SVP麗調(diào)制器和IGBT開關(guān)管S7的柵極，根據(jù)六路P麗控制信號輸出控制IGBT開關(guān)管S7通斷的 PWM控制信號。
[0016] 所述直通占空比發(fā)生單元根據(jù)電容&兩端電壓VC2、d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量 uq給定電容電壓參考值的過程具體為：
[0017] 獲取飽和度m，滿足以下公式：
[0018]
[0019] 式中，Vin為電源模塊兩端電壓；
[0020] 判斷飽和度m是否小于飽和參考值m'若是，令=0,若否，4
[0021] 所述飽和參考值V的取值范圍為0.75~0.9。
[0022] 所述直通占空比發(fā)生單元通過限幅器連接SVPWM調(diào)制器，所述限幅器使得直通占 空比D的取值范圍為0~0.5。
[0023]所述插入直通占空比的SVP麗算法是指：
[0024] 七段式SVPWM算法中，每個扇區(qū)的采樣周期內(nèi)順序分成零電壓矢量作用、有效電壓 矢量Ux+6Q作用、有效電壓矢量Ux作用、零電壓矢量作用、有效電壓矢量Ux作用、有效電壓矢量 UX+6Q作用、零電壓矢量作用，對應(yīng)的作用時(shí)間順序?yàn)?To/4、Tx+6Q/2、T x/2、To/2、Tx/2、Tx+6q/2、 Το/4，其中，Το為零電壓矢量作用的總時(shí)間，Τχ為有效電壓矢量Ux作用的總時(shí)間，T X+6Q為有效 電壓矢量Ux+6Q作用的總時(shí)間，有效電壓矢量Ux和有效電壓矢量Ux+6Q為相鄰的有效電壓矢量， Τχ+Τχ+60+Τθ = Ts，Ts為設(shè)定的采樣周期；
[0025] 根據(jù)直通占空比D獲取直通矢量時(shí)間to, to = D · Ts;
[0026] 在每個扇區(qū)中電壓矢量切換時(shí)插入六等分后的直通矢量時(shí)間，且縮短零電壓矢量 作用的總時(shí)間，保持采樣周期!^不變，則每個扇區(qū)的采樣周期在插入直通矢量時(shí)間后順序 分成零電壓矢量作用、直通、有效電壓矢量U X+6Q作用、直通、有效電壓矢量Ux作用、直通、零電 壓矢量作用、直通、有效電壓矢量U x作用、直通、有效電壓矢量UX+6Q作用、直通、零電壓矢量作 用，對應(yīng)的作用時(shí)間對應(yīng)順序?yàn)?To/4-t()/6、to/6、T x+6q/2、to/6、Tx/2、to/6、To/2-2 to/3、to/ 6、Tx/2、to/6、Tx+6〇/2、to/6、To/4_to/6。
[0027] 所述開關(guān)控制PWM發(fā)生器為邏輯運(yùn)算器，所述邏輯運(yùn)算器使得控制IGBT開關(guān)管S7 通斷的PWM控制信號PWM7滿足以下公式：
[0028]
[0029] 式中，Pfflt、PWM3、PWM5對應(yīng)為三相橋臂的上橋臂的PWM控制信號，PWM4、PWM 6、PWM2對 應(yīng)為三相橋臂的下橋臂的PWM控制信號。
[0030] 所述電感U、L2具有相同的電感值，所述電容具有相同的電容值。
[0031] 所述電機(jī)為永磁同步電機(jī)。
[0032] 所述調(diào)速控制模塊為DSP處理器或FPGA處理器。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0034] 1)通過構(gòu)建雙向準(zhǔn)Ζ源逆變器系統(tǒng)作為單級逆變器結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)電驅(qū)動領(lǐng)域兩 級變換DC\DC和DC\AC變換，雙向準(zhǔn)Ζ源逆變器是由三相橋式逆變器、電感、電容組成，通過設(shè) 置直通占空比，可以實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的具備升壓能力，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)與直通狀態(tài)互補(bǔ)的 功率開關(guān)S7可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動，適用于電動汽車、燃料電池汽車或者混合動力汽車 領(lǐng)域的電機(jī)高速控制。
[0035] 2)在永磁同步電機(jī)矢量控制基礎(chǔ)上，能夠通過引入雙向準(zhǔn)Z源逆變器實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)母 線電壓的作用，實(shí)現(xiàn)升壓調(diào)速控制，通過雙向準(zhǔn)Z源逆變器單級結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng) 的兩級結(jié)構(gòu)可以降低電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的成本，此結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以避免電池組電壓波動，同時(shí)維 持直流母線電壓穩(wěn)定可調(diào)，由于不存在傳統(tǒng)逆變器死區(qū)時(shí)間的問題，可以減小輸出的電壓 畸變問題，降低轉(zhuǎn)矩脈動和電磁噪聲，省去傳統(tǒng)電機(jī)控制中的弱磁升速問題，進(jìn)而解決現(xiàn)有 電驅(qū)動控制采用傳統(tǒng)電壓型逆變器導(dǎo)致的母線電壓受限和死區(qū)時(shí)間導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動大、電磁 噪聲大的問題。
[0036] 3)雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)的通斷配合三相橋式逆變器的通斷，三相橋式逆變器 的橋臂可以直通，相比傳統(tǒng)電壓型逆變器可以避免由于器件直通導(dǎo)致的器件燒毀，增加了 功率半導(dǎo)體器件的可靠性，當(dāng)三相橋式逆變器直通時(shí)，開關(guān)管S7斷開，可實(shí)現(xiàn)能量回饋。
[0037] 4)雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)存在前級電感1^，該電感可以使得電流連續(xù)，可以避免 電池組電壓波動，同時(shí)維持直流母線電壓穩(wěn)定可調(diào)，即使輕載或Z源電感較小時(shí)，也可以正 常工作，克服現(xiàn)有Z源逆變器電流斷續(xù)的缺陷。
[0038] 5)通過閉環(huán)控制將電機(jī)的母線電壓利用率與直通占空比結(jié)合，通過轉(zhuǎn)速的升高判 斷電機(jī)是否需要升壓，并通過電機(jī)側(cè)的電壓控制得到設(shè)定的電容電壓，設(shè)定的電容電壓與 采集值進(jìn)行PI反饋調(diào)節(jié)得到直通占空比，直通占比控制直流側(cè)等效電壓，系統(tǒng)經(jīng)過閉環(huán)控 制更容易穩(wěn)定，同時(shí)抗擾性大大提升。
[0039] 6)設(shè)置飽和度，用以表征升壓與調(diào)制的約束關(guān)系，由逆變器輸出的電機(jī)側(cè)的電壓 與輸入逆變器的電壓之間的關(guān)系決定是否插入直通占空比，在升壓升速方式中，采用六段 平均直通占空比插入的SVPWM調(diào)制方法控制電機(jī)的輸入電壓，以母線電壓提升策略實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 速高速控制的目的，為高速電機(jī)的控制提供解決方法。
[0040] 7)調(diào)速控制模塊通過對S7的控制實(shí)現(xiàn)電流雙向流動，通過對三相橋式逆變器的控 制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的矢量調(diào)速方法，在對三相橋式逆變器的控制時(shí)插入直通占空比可以實(shí)現(xiàn)對雙 向準(zhǔn)Z源逆變器的寬范圍調(diào)壓，由于雙向準(zhǔn)Z源逆變器可以允許上下橋臂直通，避免了傳統(tǒng) 電壓型逆變器帶來的死區(qū)效應(yīng)，提高了逆變器的安全性和可靠性，在一定程度上抑制了電 機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動和降低了電機(jī)的電磁噪音，同時(shí)取消了開關(guān)信號中的死區(qū)時(shí)間，簡化了器件 保護(hù)。
【附圖說明】
[0041 ]圖1為車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0042] 圖2為雙向準(zhǔn)Z源逆變器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖3為有效電壓矢量作用下的雙向準(zhǔn)Z源逆變器工作狀態(tài)示意圖；
[0044] 圖4為逆變器直通狀態(tài)下的雙向準(zhǔn)Z源逆變器工作狀態(tài)示意圖；
[0045] 圖5為調(diào)速控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖6為開關(guān)控制PWM發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖7為逆變器在回饋制動條件下的工作狀態(tài)示意圖；
[0048] 圖8為SVPWM算法中的空間矢量圖；
[0049] 圖9為直通占空比的插入方式示意圖；
[0050] 圖10為車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主程序框圖；
[0051] 圖11為車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的中斷程序框圖。
[0052]圖中，1、電源模塊，2、雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)，3、三相橋式逆變器，4、調(diào)速控制模 塊，5、電壓傳感器，6、第一電流傳感器，7、第二電流傳感器，8、位置傳感器，9、電壓分量發(fā)生 單元，10、直通占空比發(fā)生單元，11、SVP麗調(diào)制器，12、開關(guān)控制P麗發(fā)生器，13、限幅器，14、 解角器，15、第一 AD轉(zhuǎn)換器，16、第二AD轉(zhuǎn)換器，17、電機(jī)，901、MTPA控制器，902、電流PI調(diào)節(jié) 器，101、電壓參考值輸出器，102、電容電壓PI調(diào)節(jié)器。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于 下述的實(shí)施例。
[0054] 如圖1和圖2所示，一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，包括調(diào)速控制模塊4、 傳感器單元，以及依次連接的電源模塊1、雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)2、三相橋式逆變器3和電 機(jī)17,雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)2和三相橋式逆變器3構(gòu)成雙向準(zhǔn)Z源逆變器，實(shí)現(xiàn)升壓以及 變頻調(diào)速作用，調(diào)速控制模塊4分別連接傳感器單元和雙向準(zhǔn)Z源逆變器，其中：
[0055] 電源模塊1采用直流的電池組，電機(jī)17可以是永磁同步電機(jī)、異步電機(jī)、直流無刷 電機(jī)等，本例采用永磁同步電機(jī)進(jìn)行說明，永磁同步電機(jī)(PMSM)作為電動汽車的動力源； [0056]三相橋式逆變器3由三相橋臂并聯(lián)而成，向電機(jī)17的ABC三相提供輸出電壓，每相 橋臂由兩個IGBT開關(guān)管串聯(lián)而成，每個IGBT開關(guān)管均帶有反并聯(lián)二極管，其中，IGBT開關(guān)管 Si與S4、S3與S6、S5與S2兩兩串聯(lián)構(gòu)成一相橋臂，IGBT開關(guān)管Sl、S3、S5為上橋臂，并分別對應(yīng)反 并聯(lián)二極管〇1、〇3、〇4，16131'開關(guān)管34、36、32為下橋臂，并分別對應(yīng)反并聯(lián)二極管〇4、〇6、〇2，該 逆變器可以是智能功率模塊，智能功率模塊的高電壓端和接地端分別作為逆變器的正輸入 端和負(fù)輸入端；
[0057] 雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)2包括電感Li、L2、電容ChC^IGBT開關(guān)管S7和二極管D7,電 感Li的一端連接電源模塊1的正極，另一端分別連接電容Ci的一端、IGBT開關(guān)管S7的發(fā)射極 和二極管D7的正極，IGBT開關(guān)管S7的集電極分別連接二極管D7的負(fù)極、電容C2的一端和電感 L2的一端，電容C2的另一端分別連接電源模塊1的負(fù)極和三相橋式逆變器3的正極輸入端，對 應(yīng)圖2中P節(jié)點(diǎn)，電感L2的另一端分別連接電容心的另一端和三相橋式逆變器3的負(fù)極輸入 端，對應(yīng)圖2中N節(jié)點(diǎn)，P、N即為三相橋式逆變器3直流側(cè)母線的正極和負(fù)極，其中，電感LLL2 具有相同的電感值，電容&、C 2具有相同的電容值；
[0058]傳感器單元包括用于采集電容(：2兩端電壓的電壓傳感器5、用于采集A相電機(jī)電流 的第一電流傳感器6、用于采集B相電機(jī)電流的第二電流傳感器7以及用于采集電機(jī)轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)角度的位置傳感器8,本實(shí)施例中，第一電流傳感器6和第二電流傳感器7可以為霍爾電流 傳感器，電壓傳感器5可以為霍爾電壓傳感器5,位置傳感器8采集電機(jī)17的位置信號，由調(diào) 速控制模塊4的解碼端進(jìn)行角度解碼獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度。
[0059]調(diào)速控制模塊4采用DSP處理器或者FPGA處理器等單片機(jī)芯片和外圍調(diào)理電路，將 設(shè)定的電容電壓參考值與電容(：2兩端電壓VC2的差值進(jìn)行PI控制后獲得直通占空比D，并根 據(jù)A相電機(jī)電流i a、B相電機(jī)電流ib、電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度Θ、給定的電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩TJ和直通占 空比D，采用插入直通占空比的SVPWM算法得到控制三相橋式逆變器3三相橋臂通斷的六路 P麗控制信號，對Si-S6的控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)17的矢量調(diào)速方法，在對Si-S6的控制時(shí)插入直通 占空比可以實(shí)現(xiàn)對雙向準(zhǔn)Z源逆變器的寬范圍調(diào)壓，同時(shí)根據(jù)六路PWM控制信號獲得控制 IGBT開關(guān)管S7通斷的PWM控制信號，通過對S7的控制實(shí)現(xiàn)電流雙向流動。
[0060] 雙向準(zhǔn)Z源逆變器是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ耐負(fù)?，這類改進(jìn)拓?fù)涞耐怀鎏攸c(diǎn)是，能在 升壓比一定的情況下降低開關(guān)器件的電壓應(yīng)力，同時(shí)可以通過簡單的開關(guān)控制使得電流雙 向流動。雙向準(zhǔn)Z源逆變器的升壓原理分析如下：
[0061] 圖3所示為三相橋式逆變器3工作于有效電壓矢量狀態(tài)下的等效電路圖，有效工作 狀態(tài)是指電機(jī)17的零電壓矢量工作狀態(tài)和合成電壓矢量工作狀態(tài)。電容&、C 2的電壓值分別 記為Vci和VC2,電感Ll、L2的電壓值記為VL1和VL2,電源模塊1輸出的電壓記為Vin，輸入三相全 橋逆變器的電壓記為v?，根據(jù)基爾霍夫定律存在下列關(guān)系：
[0062]
U)
[0063]圖4所示為三相橋式逆變器3工作于上下橋臂直通狀態(tài)的等效電路圖，直通狀態(tài)是 雙向準(zhǔn)Z源逆變器升壓的基礎(chǔ)，是此類逆變器優(yōu)于電壓型逆變器的明顯特點(diǎn)，根據(jù)基爾霍夫 定律存在下列關(guān)系：
[0064]
(2)
[0065]穩(wěn)態(tài)條件下，假設(shè)控制周期（即采集周期）為Ts，直通占空比為D，直通時(shí)間為to = D · Ts，有效電壓矢量和零電壓矢量作用總時(shí)間為（1-D) · Ts，根據(jù)電感上伏秒平衡原理，由 式(1)和式(2)可以得到：
[0066]
(3)
[0067]將式(3)簡化可以得到式(4):
[0068]
C4)
[0069] 從推導(dǎo)的公式(4) 口」以得出，雙冋準(zhǔn)2源逆變式電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)通過控制直通占空比 D來實(shí)現(xiàn)電壓的任意升降，突破了傳統(tǒng)電壓型逆變器的電壓限制，由于直通占空比的加入， 逆變器不存在死區(qū)時(shí)間，使得輸出的電流電壓畸變率減小，轉(zhuǎn)矩脈動減小，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的 電磁噪聲減小。
[0070]基于以上升壓原理分析，如圖5所示，調(diào)速控制模塊4包括電壓分量發(fā)生單元9、直 通占空比發(fā)生單元l〇、SVPWM調(diào)制器11和開關(guān)控制PWM發(fā)生器12,電壓分量發(fā)生單元9分別連 接第一電流傳感器6、第二電流傳感器7和位置傳感器8,直通占空比發(fā)生單元10分別連接電 壓傳感器5和電壓分量發(fā)生單元9，SVPWM調(diào)制器11分別連接電壓分量發(fā)生單元9、直通占空 比發(fā)生單元10和三相橋式逆變器3中IGBT開關(guān)管Si-S 6的柵極，開關(guān)控制PWM發(fā)生器12分別連 接SVPWM調(diào)制器11和IGBT開關(guān)管S7的柵極，下面具體對每個部分進(jìn)行說明：
[0071 ]電壓分量發(fā)生單兀9，用于輸出d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq，包括第一AD轉(zhuǎn)換 器15、解角器14、MTPA控制器901和電流PI調(diào)節(jié)器902,第一 AD轉(zhuǎn)換器15對第一電流傳感器6、 第二電流傳感器7采集的電流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得A相電機(jī)電流ia、B相電機(jī)電流ib，再對 A相電機(jī)電流ia、B相電機(jī)電流ib進(jìn)行基于電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度Θ的PARK變換和CLARK變換后得 至Ijd軸電流分量i d和q軸電流分量i q，MTPA控制器901對給定的電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T，進(jìn)行MTPA控 制后輸出d軸電流參考值i/和d軸電流參考值iq'再通過電流ΡΙ調(diào)節(jié)器902對差值i/_id進(jìn) 行PI控制后輸出d軸電壓分量ud，通過電流PI調(diào)節(jié)器902對差值i，-i q進(jìn)行PI控制后輸出d軸 電壓分量Uq;
[0072] 直通占空比發(fā)生單元10,用于輸出直通占空比D，包括第二AD轉(zhuǎn)換器16、電壓參考 值輸出器101、電容電壓PI調(diào)節(jié)器102,第二AD轉(zhuǎn)換器16對電壓傳感器5采集的電壓信號進(jìn)行 模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得電容&兩端電壓V C2,電壓參考值輸出器101接收電流PI調(diào)節(jié)器902輸出的dq 軸電壓分量Ud、Uq，并根據(jù)電容C2兩端電壓Vc2、d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq給定電容電 壓參考值，再利用電容電壓PI調(diào)節(jié)器102對差值< 2-匕2進(jìn)行PI控制后輸出直通占空比 D；
[0073] SVP麗調(diào)制器11，用于輸出控制三相橋式逆變器3三相橋臂通斷的六路P麗控制信 號，根據(jù)d軸電壓分量Ud、q軸電壓分量uq和直通占空比D，采用插入直通占空比的SVPWM算法， 由d軸電壓分量Ud、q軸電壓分量Uq坐標(biāo)變換后得到參考電壓矢量Ur，判斷參考電壓矢量Ur所 在扇區(qū)，根據(jù)相鄰有效電壓矢量Ux和Ux+6Q合成參考電壓矢量Ur的原理，計(jì)算各電壓矢量的作 用時(shí)間，合成輸出控制三相橋式逆變器3三相橋臂通斷的六路PWM控制信號；
[0074] 開關(guān)控制PWM發(fā)生器12,用于輸出控制IGBT開關(guān)管S7通斷的P麗控制信號，根據(jù)六 路PWM控制信號輸出控制IGBT開關(guān)管S7通斷的PWM控制信號。
[0075] 其中，直通占空比發(fā)生單元10中電壓參考值輸出器101根據(jù)電容(：2兩端電壓V C2、d 軸電壓分量Ud和d軸電壓分量uq給定電容電壓參考值的過程具體為：
[0076]獲取飽和度m，滿足以下公式：
[0077]
[0078] 式中，Vin為電源模塊1兩端電壓；
[0079] 判斷飽和度m是否小于飽和參考值m'飽和參考值V的具體取值與電機(jī)參數(shù)有關(guān)， 其取值范圍為〇. 75~0.9，本實(shí)施例中，飽和參考值V的取值為0.8，若是，認(rèn)定為非飽和狀 @，令此時(shí)不插Aiffi占 Stt，若否，i人定為1：包和狀@，令
此時(shí)插入直通占空比。
[0080] 電容電壓的給定值。2是由電機(jī)側(cè)的控制量決定的，而飽和度m可以表征升壓與調(diào) 制的約束關(guān)系，分子表不逆變器輸出的電機(jī)側(cè)的電壓，交軸電壓和直軸電壓的平方根值作 為逆變器輸出側(cè)的模值，分母表示輸入逆變器的電壓，二者通過調(diào)制飽和度約束得到電容 電壓的給定值，當(dāng)m<0.8時(shí)，不插入直通占空比，逆變器輸入保證恒壓模式，電機(jī)17采用傳 統(tǒng)SVPWM調(diào)制方法，當(dāng)m彡0.8時(shí)，插入直通占空比，采用升壓升速方式，電機(jī)17采用六段平均 直通占空比插入的SVPWM調(diào)制方法。
[0081] 圖5中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度Θ對時(shí)間求導(dǎo)可獲得轉(zhuǎn)子電角速度ω(3，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為低速 時(shí)，轉(zhuǎn)子電角速度ω e小于額定轉(zhuǎn)子電角速度，即S' 0.Ρ匕,/力，判斷為低速條件下 的調(diào)速控制，此時(shí)，差值- Fe2SPI運(yùn)算后獲得的制動占空比D為Ο，采用傳統(tǒng)的SVPWM算法 獲取三相橋式逆變器3的PWM控制波，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為高速時(shí)，轉(zhuǎn)子電角速度ω e大于額定轉(zhuǎn)子 電角速度，即+ < > 0.8 *匕/力，判斷為高速條件下的調(diào)速控制，此時(shí)，差值-匕2經(jīng) ΡΙ運(yùn)算后獲得非零的制動占空比D，采用插入直通占空比的SVPWM算法獲取三相橋式逆變器 3的PWM控制波。
[0082] 直通占空比發(fā)生單元10中電容電壓ΡΙ調(diào)節(jié)器102通過限幅器13連接SVP麗調(diào)制器 11，限幅器13使得直通占空比D的取值范圍為0~0.5,本實(shí)施例中，限幅器13使得直通占空 比D幅值在0~0.45之間。
[0083] 如圖9所示，插入直通占空比的SVP麗算法是指：
[0084] 七段式SVPWM算法中，每個扇區(qū)的采樣周期內(nèi)順序分成零電壓矢量作用、有效電壓 矢量Ux+6Q作用、有效電壓矢量Ux作用、零電壓矢量作用、有效電壓矢量Ux作用、有效電壓矢量 U X+6Q作用、零電壓矢量作用，對應(yīng)的作用時(shí)間順序?yàn)?To/4、Tx+6Q/2、Tx/2、To/2、T x/2、Tx+6q/2、 Το/4，其中，Το為零電壓矢量作用的總時(shí)間，Τχ為有效電壓矢量U x作用的總時(shí)間，TX+6Q為有效 電壓矢量Ux+6Q作用的總時(shí)間，有效電壓矢量Ux和有效電壓矢量Ux+6Q為相鄰的有效電壓矢量， T X+TX+6Q+T() = Ts，Ts為設(shè)定的采樣周期；
[0085] 根據(jù)直通占空比D獲取直通矢量時(shí)間to, to = D · Ts;
[0086] 在每個扇區(qū)中電壓矢量切換時(shí)插入六等分后的直通矢量時(shí)間，且縮短零電壓矢量 作用的總時(shí)間，保持采樣周期!^不變，則每個扇區(qū)的采樣周期在插入直通矢量時(shí)間后順序 分成零電壓矢量作用、直通、有效電壓矢量U X+6Q作用、直通、有效電壓矢量Ux作用、直通、零電 壓矢量作用、直通、有效電壓矢量U x作用、直通、有效電壓矢量UX+6Q作用、直通、零電壓矢量作 用，對應(yīng)的作用時(shí)間對應(yīng)順序?yàn)?To/4-t()/6、to/6、T x+6q/2、to/6、Tx/2、to/6、To/2-2 to/3、to/ 6、Tx/2、to/6、Tx+6〇/2、to/6、To/4_to/6，插入直通占空比的SVPWM算法又稱為六段平均直通占 空比插入的SVPWM調(diào)制方法。
[0087] 開關(guān)控制pmi發(fā)生器12為邏輯運(yùn)算器，邏輯運(yùn)算器使得控制IGBT開關(guān)管S7通斷的 PWM控制信號PWM7滿足以下公式：
[0088]
[0089] 式中，Pfflt、PWM3、PWM5對應(yīng)為三相橋臂的上橋臂的PWM控制信號，PWM4、PWM 6、PWM2對 應(yīng)為三相橋臂的下橋臂的P麗控制信號，符號"V'表示邏輯運(yùn)算"非"，符號"Λ"表示邏輯 運(yùn)算"與"，符號"V"表示邏輯運(yùn)算"或"。
[0090] 圖6表示開關(guān)管S7的控制邏輯，PWMrPWMT為控制單元的輸出，連接SSi-S7的開關(guān) 管的柵極，PWM^PWM4作邏輯與運(yùn)算，PWM3與PWM6作與運(yùn)算，PWMAPWM 2作與運(yùn)算，將上述三 個結(jié)果進(jìn)行或非邏輯運(yùn)算，得到PWM?的控制信號，通過控制S7可以實(shí)現(xiàn)電流雙向流動。控制 關(guān)系可以進(jìn)一步解釋如下：S 7的控制與三相橋式逆變器3的控制方式互補(bǔ)，當(dāng)三相橋式逆變 器3存在直通狀態(tài)時(shí)，S7為斷開，S 7所并聯(lián)的二極管，處于反向截止?fàn)顟B(tài)，升壓得以實(shí)現(xiàn)；當(dāng)三 相橋式逆變器3處于非直通狀態(tài)，S7打開，電流反向流動穿過S 7回饋到電池，兩種互補(bǔ)的狀態(tài) 之間需要設(shè)計(jì)死區(qū)時(shí)間，否則兩個電容通過S7形成短路，會損害元器件。
[0091 ]圖7表示電機(jī)再生制動狀態(tài)下的電流方向，電機(jī)17處于再生制動狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)17 為一個發(fā)電機(jī)，三相橋式逆變器3此時(shí)可以看成整流器，能量通過開關(guān)管S7回饋入電源Vin， 此時(shí)雙向準(zhǔn)Z源逆變器實(shí)現(xiàn)回饋能量。
[0092] 圖8所示為傳統(tǒng)矢量控制SVPWM的空間矢量圖，八個電壓矢量$、$、 ?ζ、0、GJ、g、?ζ表示三相橋式逆變器3中三相橋臂的開關(guān)狀態(tài)，分別為000、 001、010、011、100、101、110、111，其中1表示橋臂開通，0表示橋臂關(guān)斷，000和111表示零電 壓矢量，其余六個電壓矢量的表示有效電壓矢量，六個有效電壓矢量分為六個扇區(qū)，根據(jù)伏 秒平衡原理，任何一個參考電壓^可以由相鄰的有效電壓矢量進(jìn)行合成。
[0093] 圖9所示為插入直通占空比的SVPWM算法的過程，包括直通占空比的插入方式和插 入時(shí)間，以第一扇區(qū)為例，采樣周期Ts對應(yīng)為每個PWM控制周期，傳統(tǒng)零電壓矢量所占的時(shí) 間為Το，如圖9中a部分所不，有效電壓矢量(/ 2的作用時(shí)間分為兩份，每一份為Τι/2，有效電 壓矢量的作用時(shí)間分為兩份，每一份為T2/2,零電壓矢量的作用時(shí)間分為四份，每一份為 To/4,第一扇區(qū)內(nèi)電壓矢量作用順序?yàn)?珥、瓦、珥、瓦、瓦、巧、瓦、巧，對應(yīng)的 作用時(shí)間順序?yàn)?To/4、IV2、T2/2、To/4、To/4、T2/2、IV2、To/4，如圖9中b部分所示，直通矢量 時(shí)間平均分為六份，每份占to/6，0彡to彡3T〇/4，生成的PWM^Pfflfe可以用圖9中c部分表示。 [0094]上半橋臂的占空比分布如式(5):
[0095]
(5.)
[0096]下半橋臂的占空比分布如式(6):
[0097]
(6)
[0098] 上下橋臂觸發(fā)脈沖的比較點(diǎn)，見下表：
[0099]
[0101] 圖10表示車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主程序流程圖，主程序過程如下：
[0102] 步驟1、系統(tǒng)初始化；
[0103] 步驟2、DSP和外設(shè)初始化；
[0104] 步驟3、檢測是否滿足電機(jī)啟動條件，如果是，進(jìn)入步驟4,如果不是，重新進(jìn)入步驟 3；
[0105] 步驟4、設(shè)置啟動標(biāo)志位；
[0106] 步驟5、檢測是否滿足電機(jī)給定轉(zhuǎn)速，如果是，進(jìn)入步驟6，如果不是，重新進(jìn)入步驟 5；
[0107] 步驟6、電機(jī)17維持轉(zhuǎn)速，程序結(jié)束；
[0108] 圖11表示車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中斷程序流程圖，PWM中斷程序過程 如下：
[0109] 步驟1、檢測AD采樣是否完成，如果是，進(jìn)入步驟2，如果不是，重新進(jìn)行檢測；
[0110]步驟2、電機(jī)17采用電流PID控制算法控制；
[0111] 步驟3、檢測逆變器的輸出電壓是否需要升壓要求，如果是，進(jìn)入步驟4:電容電壓 閉環(huán)控制，如果不是，進(jìn)入步驟6:傳統(tǒng)SVPWM控制；
[0112] 步驟4、電容電壓閉環(huán)PID控制；
[0113] 步驟5、插入直通占空比的SVP麗，進(jìn)入步驟8;
[0114] 步驟 6、SVPmi 控制；
[0115] 步驟7、設(shè)定直通占空比為0,進(jìn)入步驟8;
[0116] 步驟8、中斷程序結(jié)束。
[0117] 本發(fā)明采樣上述技術(shù)方案，可以通過雙向準(zhǔn)Z源逆變器的一級結(jié)構(gòu)替代，DC\DC和 DC\AC兩級結(jié)構(gòu)，可以降低電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的成本，可以避免電池組電壓波動，同時(shí)維持直流 母線電壓穩(wěn)定可調(diào)，由于不存在傳統(tǒng)逆變器死區(qū)時(shí)間的問題，可以降低電流諧波，降低電機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩脈動，降低系統(tǒng)電磁噪聲，由于橋臂可以直通，相比傳統(tǒng)電壓型逆變器可以 避免由于器件直通導(dǎo)致的器件燒毀，增加了功率半導(dǎo)體器件的可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，包括調(diào)速控制模塊、傳感器單元，以及依 次連接的電源模塊、雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)、三相橋式逆變器和電機(jī)，所述雙向準(zhǔn)Z源前級 無源網(wǎng)絡(luò)和三相橋式逆變器構(gòu)成雙向準(zhǔn)Z源逆變器，所述調(diào)速控制模塊分別連接傳感器單 元和雙向準(zhǔn)Z源逆變器，其特征在于，所述雙向準(zhǔn)Z源前級無源網(wǎng)絡(luò)包括電感LhLh電容Ch C2、IGBT開關(guān)管S7和二極管D7,所述電感Li的一端連接電源模塊的正極，另一端分別連接電 容Ci的一端、IGBT開關(guān)管S7的發(fā)射極和二極管D7的正極，所述IGBT開關(guān)管S7的集電極分別連 接二極管D7的負(fù)極、電容C2的一端和電感L2的一端，所述電容C2的另一端分別連接電源模塊 的負(fù)極和三相橋式逆變器的正極輸入端，所述電感L 2的另一端分別連接電容&的另一端和 三相橋式逆變器的負(fù)極輸入端;所述傳感器單元包括用于采集電容C 2兩端電壓的電壓傳感 器、用于采集A相電機(jī)電流的第一電流傳感器、用于采集B相電機(jī)電流的第二電流傳感器以 及用于采集電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度的位置傳感器； 所述調(diào)速控制模塊將設(shè)定的電容電壓參考值與電容(：2兩端電壓Vc2的差值進(jìn)行PI控制 后獲得直通占空比D，并根據(jù)A相電機(jī)電流ia、B相電機(jī)電流ib、電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度Θ、給定的電 機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和直通占空比D，采用插入直通占空比的SVPffM算法得到控制三相橋式逆變器 三相橋臂通斷的六路PWM控制信號，同時(shí)根據(jù)六路PffM控制信號獲得控制IGBT開關(guān)管S 7通斷 的PffM控制信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 調(diào)速控制t吳塊包括： 電壓分量發(fā)生單元，用于輸出d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq，分別連接第一電流傳感 器、第二電流傳感器和位置傳感器，對A相電機(jī)電流ia、B相電機(jī)電流ib進(jìn)行基于電機(jī)轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)角度Θ的坐標(biāo)變換后得到d軸電流分量id和q軸電流分量i q，并對給定的電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T/ 進(jìn)行MTPA控制后輸出d軸電流參考值i/和d軸電流參考值iq'再對差值i/_id進(jìn)行PI控制后 輸出d軸電壓分量Ud，對差值iqt-iq進(jìn)行PI控制后輸出d軸電壓分量Uq; 直通占空比發(fā)生單元，用于輸出直通占空比D，分別連接電壓傳感器和電壓分量發(fā)生單 兀，根據(jù)電容C2兩端電壓Vc2、d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq給定電容電壓參考值F02 .，.再 對差值Fi-Fe2進(jìn)行PI控制后輸出直通占空比D; SVPmi調(diào)制器，用于輸出控制三相橋式逆變器三相橋臂通斷的六路pmi控制信號，分別 連接電壓分量發(fā)生單元、直通占空比發(fā)生單元和三相橋式逆變器，根據(jù)d軸電壓分量Ud、q軸 電壓分量Uq和直通占空比D，采用插入直通占空比的SVPmi算法得到控制三相橋式逆變器三 相橋臂通斷的六路PWM控制信號； 開關(guān)控制P麗發(fā)生器，用于輸出控制IGBT開關(guān)管S7通斷的P麗控制信號，分別連接SVPWM 調(diào)制器和IGBT開關(guān)管S7的柵極，根據(jù)六路PffM控制信號輸出控制IGBT開關(guān)管S7通斷的HVM控 制信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 直通占空比發(fā)生單元根據(jù)電容C2兩端電壓VC2、d軸電壓分量Ud和d軸電壓分量Uq給定電容電 壓參考值的過程具體為： 獲取飽和度m，滿足以下公式： 式中，Vin為電源模塊兩端電玨判斷飽和度m是否小于飽和參考值πΛ若是，令FiT2 =O，若否，〃4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 飽和參考值f的取值范圍為0.75~0.9。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 直通占空比發(fā)生單元通過限幅器連接SVPffM調(diào)制器，所述限幅器使得直通占空比D的取值范 圍為0~0.5。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所 述插入直通占空比的SVPffM算法是指： 七段式SVPffM算法中，每個扇區(qū)的采樣周期內(nèi)順序分成零電壓矢量作用、有效電壓矢量 Ux+6Q作用、有效電壓矢量Ux作用、零電壓矢量作用、有效電壓矢量Ux作用、有效電壓矢量Ux+60 作用、零電壓矢量作用，對應(yīng)的作用時(shí)間順序?yàn)?T〇/4、T x+6Q/2、Tx/2、T〇/2、Tx/2、Tx+6Q/2、T 0/ 4，其中，To為零電壓矢量作用的總時(shí)間，1\為有效電壓矢量1作用的總時(shí)間，TX+6Q為有效電 壓矢量Ux+6Q作用的總時(shí)間，有效電壓矢量U x和有效電壓矢量UX+6Q為相鄰的有效電壓矢量，Tx +TX+6Q+TQ = Ts，Ts為設(shè)定的采樣周期； 根據(jù)直通占空比D獲取直通矢量時(shí)間tQ，to = D · Ts; 在每個扇區(qū)中電壓矢量切換時(shí)插入六等分后的直通矢量時(shí)間，且縮短零電壓矢量作用 的總時(shí)間，保持采樣周期!^不變，則每個扇區(qū)的采樣周期在插入直通矢量時(shí)間后順序分成 零電壓矢量作用、直通、有效電壓矢量U X+6Q作用、直通、有效電壓矢量Ux作用、直通、零電壓矢 量作用、直通、有效電壓矢量U x作用、直通、有效電壓矢量UX+6Q作用、直通、零電壓矢量作用， 對應(yīng)的作用時(shí)間對應(yīng)順序?yàn)?T Q/4-tQ/6、t〇/6、Tx+6Q/2、t〇/6、Tx/2、t〇/6、T Q/2-2tQ/3、t〇/6、Tx/ 2、t〇/6、Tx+6〇/2、t〇/6、T〇/4-t〇/6 〇7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 開關(guān)控制PffM發(fā)生器為邏輯運(yùn)算器，所述邏輯運(yùn)算器使得控制IGBT開關(guān)管S 7通斷的PWM控制 信號PffM7滿圮以下公忒，式中，PffMi、PffM3、PffM5對應(yīng)為三相橋臂的上橋臂的PffM控制信號，PWM4、PWM 6、PWM2對應(yīng)為 三相橋臂的下橋臂的PffM控制信號。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 電感L1J2具有相同的電感值，所述電容C 1J2具有相同的電容值。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 電機(jī)為永磁同步電機(jī)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用雙向準(zhǔn)Z源逆變器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述 調(diào)速控制模塊為DSP處理器或FPGA處理器。
【文檔編號】H02P21/05GK105897100SQ201610363360
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】康勁松, 王碩, 蔣飛, 武松林
【申請人】同濟(jì)大學(xué)