专利名称：针对变频电机的控制算法在逆变器的电路实现方法
技术领域：
本发明涉及控制领域，特别涉及一种针对变频电机的控制算法在逆变器控制电路实现方法。
背景技术：
随着逆变器技术的发展，多电平逆变器逐渐成为高功率高电压的最有效的解决方案。多电平拓扑结构有一下几个优点(1)大大减小了功率器件的开关应力；(2)对交流电压有较小的谐波失真；(3)与两电平拓扑结构相比，具有较小的开关损失。多电平逆变器主要有三种拓扑结构=NPC结构、级联H-桥结构、电容嵌位结构。其中，NPC结构应用最为广泛，如图I所示，其为NPC结构的N电平逆变器包含的功率开关管结构示意图，由图可见，每一个桥臂上有N-I个功率开关管，相电压输出电平与每个功率开关管的开关关系如下当第一相输出电压为N-1、其他两相输出电压为O时,功率开关管+Sll、+S12、…、+SI (N-I)、-S21、-S22、…、-S2 (N_l)、-S31、-S32、...、-S3(N_l)处于导通状态，功率开关管-Sll、-S12、…、-SI (N-I)、+S21、+S22、…、+S2 (N_l)、+S31、+S32、—, +S3 (N-I)处于截止状态；当第一相输出电压为N-2、其他两相输出电压为O时,功率开关管+S12、+S13、…、+SI (N-I)、-Sll、-S21、-S22、…、-S2 (N_l)、-S31、-S32、-,-S3 (N-I)处于导通状态，功率开关管+Sll、-S12、…、-SI (N-I)、+S21、+S22、…、+S2 (N_l)、+S31、+S32、—, +S3 (N-I)处于截止状态；当第一相输出电压为N-3、其他两相输出电压为O时,功率开关管+S13、+S14、…、+SI (N-I)、-Sll、-S12、-S21、-S22、…、-S2 (N_l)、-S31、-S32、—, -S3 (N-I)处于导通状态，功率开关管 +S11、+S12、-S13...、-S1 (N-I)、+S21、+S22、…、+S2 (N_l)、+S31、+S32、...、+S3 (N-I)处于截止状态；当第一相输出电压为I、其他两相输出电压为O时，功率开关管+SI (N-I)、-Sll、-S12、...、-Sl(N-2)、-S21、-S22、...、_S2 (N_l)、_S31、_S32、—,-S3 (N-I)处于导通状态，功率开关管 +Sll、+S12、…、+SI (N-2)、-SI (N-I)、+S21、+S22、...、+S2(N_l)、+S31、+S32、-,+S3 (N-I)处于截止状态；当第一相输出电压为O、其他两相输出电压也为O时,功率开关管-Sll、-S12、…、-SI (N-I)、-S12、-S21、-S22、...、-S2 (N-I)、-S31、-S32、...、-S3 (N-I)处于导通状态，功率开关管+Sll、+S12、…、+SI (N-I)、+S21、+S22、…、+S2 (N_l)、+S31、+S32、...、+S3(N_l)处于截止状态。由上可见，为了实现对电机的变频调速控制，主要的控制算法有电压调速的SPWM法、电流跟踪法和空间矢量法。每一种算法都是控制逆变器按照一定顺序和状态来实现的。现以“电压空间矢量控制”为例，加以说明。在电压空间矢量控制算法中，在定子三相绕组中，A、B、C分别表示在空间静止不动的电机定子三相绕组的轴线，它们在空间互差120°角度，定子相电压UA0、UB0、UC0分别加在三相绕组上，定义三个电压空间矢量UA0、UBO和UC0，方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律变化，时间、相位互差120°。与电机原理中三相脉动磁动势相加产生合成的旋转磁动势相仿,三相电压空间矢量相加的合成空间矢量u是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，是每相电压值的3/2倍；异步电机的三相对称绕组由三相平衡正弦电压供电时，对每一相都可以写出它的电压方程式。三相合起来，用合成空间矢量表示定子的电压方程式为u = R1I^d Ψ Jdt (I)式中u为定子三相电压合成空间矢量；11为定子相电流合成空间矢量；Ψ1为定子三相磁链合成空间矢量。当转速不是很低时，定子电阻压降较小，定子电压与磁链的近似关系为u ^ Ψ/ (2)上式表明，电压空间矢量的大小等于Ψ1的变化率,而且方向则与Ψ I的运动方向—致。在由三相平衡正弦电压供电时，电机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转。磁链矢量顶端的运动轨迹形成圆形的空间旋转磁场。表征定子磁链的矢量xF1 = vPmCw(3)式中，ΨΠ1为Ψ1的幅值；ω I为其旋转角速度。由式(I)和式(3)得u = ^C￥meJ(U,yM =(4)由式(4)可见，当磁链幅值ΨΠ1 —定时，u的大小与ω I (或供电电压频率f I)成正比，方向为磁链圆形轨迹的切线方向。当磁链矢量在空间旋转一周时，电压矢量也连续地按磁链圆的切线方向运动2 31弧度，其轨迹与磁链圆重合。电机旋转磁场的形状问题就转化为电压空间矢量运动轨迹的形状问题。为使电机对称工作，必须三相同时供电例如，对于图2所不的2电平逆变器,在时刻处于不同桥臂下的三个功率开关管同时导通，而相应桥臂的另三个功率开关管则处于关断状态。从而，由2电平逆变器的拓扑结构看，功率开关管共有八种工作状态，即V6、V1、V2导通、V2、V3、V5 截止；V1、V2、V3 导通、V4、V5、V6 截止；V2、V3、V4 导通、VI、V5、V6 截止；V3.V4.V5 导通、V1、V2、V6 截止;V4、V5、V6 导通、V2、V3、V1 截止;V5、V6、V1 导通、V2、V3、V4截止；以及V1、V3、V5导通、V2、V4、V6截止；V2、V4、V6导通、V1、V3、V5截止八种状态；；如把桥臂上桥臂功率开关管导通用“ I ”表示，截止用“O”表示，并依ABC相依次排列，则八种工作状态可表示为100、110、010、011、001、101与111、000八组数字，每个周期六个有效工作状态都各出现一次。对于每一个有效的工作状态，三相电压都可用一个合成的空间矢量表示，S卩八种工作状态可表示为100、110、010、011、001、101与111,000分别与电压空间矢量ul、u2、u3、u4、u5、u6、u7与u8对应，各电压空间矢量幅值相等，相位不同，随着逆变器工作状态的不断切换，电机电压空间矢量的相位跟着做相应的变化。到一个周期结束，电压空间矢量u6的顶端恰好与电压空间矢量Ul尾端衔接，如图3所示，一个周期的六个电压空间矢量共转过2 角度，形成一个封闭的正六边形。这样一个电压空间矢量运动所形成的六边形轨迹可以认为是磁链矢量的运动轨迹。如果想获得更多边形或逼近圆形的旋转磁场，就必须有更多的逆变器开关状态，以形成更多的电压空间矢量。2电平逆变器的电压空间矢量虽然只有Ul u8个，但可以利用的线性组合，以获得更多的与Ul u8相位不同的新的电压空间矢量，最终构成一组等幅不同相的电压空间矢量，从而形成可能逼近圆形的旋转磁场。例如，如图4所示，对于2电平逆变器，当其6个非零开关状态100、101、001、011、010、110在一个周期内仅出现一次时，此种情形下的2电平逆变器在一个周期内相当于向电机提供的电压空间矢量ul、u2、u3、u4、u5、u6轨迹如图3所示的正六边形。根据数学理论可知，任何一二维空间矢量，均可是多个子矢量的合矢量，基于该数学理论，可预先将电压空间矢量u2分解为矢
量ur21、ur22、......ur2m2,而每一个矢量又可再分解为两个电压空间矢量，即将矢量ur21
分解为电压空间矢量ur21[l]与ur21[2];将矢量ur22分解为电压空间矢量ur22 [I]与ur22[2]；……将矢量ur2m2分解为电压空间矢量ur2m2[l]与ur2m2[2];而且，电压空间矢量ur21[l]、ur22[l]、……ur2m2[l]与电压空间矢量ul的方向相同、但长度不同；电压空间矢量1^21[2]、1^22[2]、……ur2m2[2]与电压空间矢量u2的方向相同、但长度不同，本
领域技术人员应该理解，电压空间矢量的长度与该电压空间矢量所对应的开关状态的持续
时间有关，故通过预先的计算可确定电压空间矢量ur21[l]、ur22[l]、......ur2m2[l]各自
所对应的第一开关状态的持续时间、以及电压空间矢量ur21[2]、ur22[2]、……ur2m2[2]各自所对应的第二开关状态的持续时间。同样，将电压空间矢量ul、u3、u4、u5、u6进行与电压空间矢量u2相同的处理，由此，采用该种改进型的电压空间矢量算法所控制的电机，其所形成的磁场如图4中包围正六边形的图形，该图形较正六边形更接近圆形。同样，SPWM和电流跟踪法也是控制逆变器按照一定顺序和状态来实现的。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种针对变频电机的控制算法在逆变器控制的电路方法，以实现对变频电机的控制。为达上述目的及其他目的，本发明公开一种针对变频电机的控制算法在逆变器控制的电路方法，其特征在于包括步骤a、基于用户的设置来确定逆变器的类型并使能相应的输出通道；b、基于所确定的逆变器的类型及预定的变频电机的控制算法来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并输出相应的信号以使逆变器的各开关开闭；C、基于当前的开关状态及下一开关状态来确定待改变状态的开关；d、由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态的持续时间时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。更进一步地，该逆变器控制方法还包括步骤e、多次重复步骤c及d，以使所述逆变器遍历所有开关状态。更进一步地，该步骤d包括步骤dl、基于当前的开关状态的预定持续时间来设置比较单元的参考值；d2、当计数单元由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值与所述比较单元的参考值匹配时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。更进一步地，该步骤dl还包括基于预先确定的逆变器的类型来确定逆变器当前的开关状态的预定持续时间。该计数单元包括定时器。该比较单元包括寄存器。该定时器包括增计数的定时器、减计数的定时器及增/减计数的定时器中的一种。更进一步地，该步骤a包括基于用户的设置将逆变器的类型信息写入电平选择寄存器。更进一步地，该步骤b包括由所述电平选择寄存器获取逆变器的类型信息，并确定逆变器的开关数量，进而确定逆变器初始开关状态时每一开关的开闭状态，并输出相应的电平信号以使所述逆变器的各开关开闭。更进一步地，该步骤b包括基于所确定的逆变器的类型及预定的变频电机的控制算法来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并由6 (M-I)个输出通道中选择与所确定的逆变器的类型对应数量的输出通道来输出相应的信号以使逆变器的各开关开闭，其中，M为预定常数。更进一步地，该步骤c包括Cl、基于所述逆变器控制的电机的旋转方向及当前的开关状态来确定所述逆变器的下一开关状态；c2、基于当前的开关状态及所确定的下一开关状态来确定待改变状态的开关。基于该如上所述，本发明的逆变器控制方法具有以下优点能实现对任意电平逆变器的控制。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。图I为N电平逆变器的功率开关管结构示意图；图2为2电平逆变器的功率开关管结构示意图；图3为基于电压空间矢量算法的2电平逆变器的电压空间矢量轨迹图；图4为基于改进型电压空间矢量算法的2电平逆变器的电压空间矢量轨迹图；图5为本发明的逆变器控制方法的流程图；图6为图5中的步骤S4的一种优选流程图；图7为2电平逆变器的开关状态变化图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。请参见图5，在步骤SI中，基于用户的设置来确定逆变器的类型。其中，所述逆变器的类型包括2电平逆变器、3电平逆变器、……N电平逆变器，N为大于等于2的常数。例如，基于用户通过诸如键盘等人机交互设备在设置界面中输入2，则确定逆变器的类型为2电平逆变器。接着，在步骤S2中，基于所确定的逆变器的类型及预定的变频电机的控制算法来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并输出相应的电平信号以使所述逆变器的各开关开闭。其中，预定的变频电机的控制算法包括但不限于SPWM法、电流跟踪法和电压空
间矢量法等。例如，在步骤SI中，确定逆变器为2电平逆变器，预定的变频电机的控制算法为电压空间矢量法，则基于预定的电压空间矢量法及逆变器类型与初始开关状态对应关系，确定2电平逆变器的初始开关状态为000，再基于该初始状态输出使2电平逆变器第一相(即a相)的功率开关管Vl为截止状态、V4为导通状态的信号、第二相(即b相)的功率开关管V3为截止状态、V6为导通状态的信号、第三相(即c相)的功率开关管V5为截止状态、V3为导通状态的信号，以便2电平逆变器进入初始开关状态000，其中，2电平逆变器的功率开关管的结构如图2所示。接着，在步骤S3中，基于当前的开关状态及下一开关状态来确定待改变状态的开关。具体地，由预存储的状态顺序表查询当前的开关状态的下一开关状态，再基于当前的开关状态及下一开关状态来确定待改变状态的开关。例如，由预存储的电压空间矢量法所对应的状态顺序表查询2电平逆变器的当前的开关状态000的下一开关状态为100，则再基于当前的开关状态000及下一开关状态为
100来确定2电平逆变器的待改变状态的开关为第一相的功率开关管Vl与V4。在步骤S4中，由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态的持续时间时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。例如，由逆变器进入当前的开关状态000时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态000的预定持续时间(即等于电压空间矢量u7的作用时间)时，输出跳变信号以便使所述2电平逆变器的待改变状态的功率开关管+Sll与-Sll改变开闭状态，即功率开关管Vl由截止状态变更为导通状态、功率开关管V4由导通状态变更为截止状态。需要说明的是，步骤S3与S4的顺序并非以所示为限，事实上，步骤S3与S4可同时开始进行等。作为一种优选方式，前述步骤S3与S4重复进行，以使逆变器遍历所有开关状态。例如，在步骤S4第一次进行后，2电平逆变器进入开关状态100，接着再进行步骤S3,即基于当前的开关状态100及下一开关状态101来确定待改变状态的开关为第三相的功率开关管V5与V2，接着再进行步骤S4，即由逆变器进入当前的开关状态100时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态100的持续时间(即等于电压空间矢量ul的作用时间)时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的功率开关管V5与V2改变开闭状态，即使功率开关管V2由导通状态变更为截止状态、功率开关管V5由截止状态变更为导通状态的跳变信号；接着再多次进行步骤S3与S4，直至2电平逆变器遍历000、100、101、001、011、010、110、111。完成对2电平逆变器一个周期的控制，即图3所示的电压空间矢量ul、u2、u3、u4、u5、u6旋转一周后，可再重复步骤S2、S3及S4，以便对2电平逆变器进行多周期控制。作为另一种优选方式，根据本发明的方法，前述步骤S4还包括步骤S41与S42，如图6所示。在步骤S41中，基于当前的开关状态的预定持续时间来设置比较单元的参考值。其中，所述比较单元包括任何能设置参考值的器件，优选地，包括但不限于寄存
翌坐-nfr ο例如，将当前的开关状态000的预定持续时间t0写入寄存器al中。接着，在步骤S42中，当计数单元由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值与所述比较单元的参考值匹配时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。
其中，所述计数单元包括任何能计数的单元,优选地,包括但不限于增计数的定时器、减计数的定时器或增/减计数的定时器等等。例如，当2电平逆变器进入当前的开关状态000时，增计数的计时器由O开始计时、且所计时间等于寄存器al的参考值tlO时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的功率开关管Vl由截止变更为导通、功率开关管V4由导通变更为截止的跳变信号。优选地，前述步骤S41还包括基于所确定的该逆变器的类型来确定逆变器当前的开关状态的预定持续时间的步骤。具体地，基于所确定的逆变器的类型为N电平逆变器来确定该N电平逆变器当前的开关状态的预定持续时间 =ΤΝ/23(Ν_ ，其中，TN为周期，也就是N电平逆变器遍历所有开关状态(即23^-1)个开关状态)所需要的时间，周期TN为预定常数，N为大于等于2的常数。例如，基于所确定的逆变器的类型为2电平逆变器来确定该2电平逆变器当前的
开关状态的预定持续时间作为又一种优选方式，根据本发明的方法，前述步骤SI还包括步骤Sll (未予图示)、步骤S2还包括步骤S21 (未予图示)。在步骤Sll中，基于用户的设置将逆变器的类型信息写入电平选择寄存器。例如，基于用户A设置的逆变器为3电平逆变器，将逆变器的类型信息3写入电平选择寄存器。在步骤S21中，由所述电平选择寄存器获取逆变器的类型信息，并基于预定的变频电机的控制算法确定逆变器的开关数量，进而确定逆变器初始开关状态时每一开关的开闭状态，并输出相应的电平信号以使所述逆变器的各开关开闭。例如，基于所读取电平选择寄存器所存储的值为3，确定3电平逆变器的开关数量为12，并基于预定的变频电机的控制算法确定该3电平逆变器初始开关状态100000时第一相的功率开关管+Sll与-S12为导通状态、-Sll与+S12为截止状态、第二相的功率开关管+S21与+S22为截止状态、-S21与-S22为导通状态、第三相的功率开关管+S31与+S32为截止状态、-S31与-S32为导通状态，其中，图I中的N=3时，所示的功率开关管结构即为3电平逆变器的功率开关管结构。作为再一种优选方式，根据本发明的方法，前述步骤S2还包括步骤S22 (未予图示)。在步骤S22中，基于所确定的逆变器的类型及预定的变频电机的控制算法来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并由6 (M-I)个输出通道中选择与所确定的逆变器的类型对应数量的输出通道来输出相应的信号以使逆变器的各开关开闭，其中，M为预定常数。例如，基于所确定的逆变器的类型为3电平逆变器、预定的变频电机的控制算法为改进型电压空间矢量控制算法，则确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并由6 (M-I)个输出通道中选择与3电平逆变器对应的12个输出通道来输出相应的信号以使3电平逆变器的12个开关开闭；若以包含3个2 (M-I)位的存储器来输出控制逆变器三相中各开关开闭的控制信号，则选择每一个存储器的(Γ3和Μ Μ+2位来输出开关开闭的控制信号，存储器其余各位为高阻态。又例如，由所述电平选择寄存器获取逆变器的类型信息为2电平逆变器，并基于预定的变频电机的控制算法确定逆变器的开关数量为6个，进而确定逆变器初始开关状态时每一开关的开闭状态，并由6 (M-I)个输出通道中选择与2电平逆变器对应的6个输出通道输出相应的电平信号以使所述2电平逆变器的6个开关开闭。作为再一种优选方式，根据本发明的方法，前述步骤S3还包括步骤S31 (未予图示)与步骤S32 (未予图示)。在步骤S31中，基于逆变器控制的电机的旋转方向及当前的开关状态来确定所述逆变器的下一开关状态。例如，2电平逆变器控制的电机的旋转方向为逆时针方向及顺时针方向的开关状态变化图如图7所示，即逆时针方向时，2电平逆变器的开关状态顺序为000、100、101、001、011、010、110、111 ;顺时针方向时，2电平逆变器的开关状态顺序为:000、111、110、
010、011、001、101、100，由此，当2电平逆变器当前的开关状态为101，则基于电机逆时针方
向确定下一开关状态为001、基于电机顺时针方向确定下一开关状态为100。在步骤S32中，基于当前的开关状态及所确定的下一开关状态来确定待改变状态的开关。本步骤与前述S3相同或相似，并以引用的方式包含于此，不再重述。为了能更为清楚描述本发明，以下将以2电平逆变器为例来再次详述本发明。例如，当基于用户的设置确定逆变器的类型为2电平逆变器后，接着，基于所确定的逆变器的类型及预定的电压空间矢量算法与初始开关状态对应关系来确定2电平逆变器的初始开关状态为000，由此，输出使2电平逆变器第一相的功率开关管Vl为截止状态、V4为导通状态的信号、第二相的功率开关管V3为截止状态、V6为导通状态的信号、第三相的功率开关管V5为截止状态、V2为导通状态的信号，以便2电平逆变器进入初始开关状态000 ;随后，由预存储的状态顺序表查询2电平逆变器的当前的开关状态000的下一开关状态为100，则再基于当前的开关状态000及下一开关状态为100来确定2电平逆变器的待改变状态的开关为第一相的功率开关管Vl与V4，并当逆变器进入当前的开关状态000时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态000的预定持续时间时，输出跳变信号以便使所述2电平逆变器的待改变状态的功率开关管Vl与V4改变开闭状态，即功率开关管Vl由截止状态变更为导通状态、功率开关管V4由导通状态变更为截止状态；随后，再由预存储的状态顺序表查询2电平逆变器的当前的开关状态100的下一开关状态为101，进而确定待改变状态的开关为第三相的功率开关管V5与V2，并当所计数值等于当前的开关状态100的预定持续时间时，输出跳变信号以便使所述2电平逆变器由开关状态100变更为101，……如此不断持续进行，直至2电平逆变器遍历000、100、101、001、011、010、110、111。本领域技术人员应该理解，所述2电平逆变器遍历000、100、101、001、011、010、110、111，相当于依次向电机提供了电压空间矢量ul、u2、……u6，该些电压空间矢量ul、u2、……u6的轨迹图如图3所示，即经过一个控制周期后，电压空间矢量u6的顶端恰好与电压空间矢量ul尾端衔接，形成正六边形。又例如，当基于用户的设置确定逆变器的类型为2电平逆变器后，接着，基于所确定的逆变器的类型及预定的改进型电压空间矢量算法与初始开关状态对应关系来确定2电平逆变器的初始开关状态为000，由此，输出使2电平逆变器第一相的功率开关管Vl为截止状态、V4为导通状态的信号、第二相的功率开关管V3为截止状态、V6为导通状态的信号、第三相的功率开关管V5为截止状态、V2为导通状态的信号，以便2电平逆变器进入初始开关状态OOO ;随后，由预存储的状态顺序表查询2电平逆变器的当前的开关状态000的下一开关状态为100，则再基于当前的开关状态000及下一开关状态为100来确定2电平逆变器的待改变状态的开关为第一相的功率开关管Vl与V4，并当逆变器进入当前的开关状态000时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态000的预定持续时间时，输出跳变信号以便使所述2电平逆变器的待改变状态的功率开关管Vl与V4改变开闭状态，即功率开关管Vl由截止状态变更为导通状态、功率开关管V4由导通状态变更为截止状态；随后，再由预存储的状态顺序表查询2电平逆变器的当前的开关状态100的下一开关状态为101，进而确定待改变状态的开关为第三相的功率开关管V5与V2，并当所计数值等于当前的开关状态100的预定持续时间(即矢量urll的分矢量urll[l]的作用时间)时，输出跳变信号以便使所述2电平逆变器由开关状态100变更为101，随后，再由预存储的状态顺序表查询2电平逆变器的当前的开关状态101的下一开关状态为100，进而确定待改变状态的开关为 第三相的功率开关管V5与V2，并当所计数值等于当前的开关状态101的预定持续时间(即矢量urll的分矢量urll[2]的作用时间)时，输出跳变信号以便使所述2电平逆变器由开关状态101变更为100……如此不断持续进行，直至2电平逆变器遍历000、100、101、001、
011、010、110、111。本领域技术人员应该理解，上述2电平逆变器遍历000、100、101、001、011、010、
110、111,相当于依次向电机提供了电压空间矢量urll、···rlml>ur21>ur22>…ur2m2、......
ur6m6,如图4所不，该些电压空间矢量urll、…rlml、ur21、ur22、…ur2m2、......ur6m6
的轨迹图如图4所示。综上所述，本发明的逆变器控制方法不仅能实现对2电平逆变器的有效控制，更是能实现对任意电平逆变器的有效控制，方便用户的使用。本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种针对变频电机的控制算法在逆变器的电路实现方法，其特征在于包括步骤 a、基于用户的设置来确定逆变器的类型，并使能相应的输出通道； b、基于所确定的逆变器的类型及预定的变频电机的控制算法来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并输出相应的信号以使逆变器的各开关开闭； C、基于当前的开关状态及下一开关状态来确定待改变状态的开关； d、由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态的持续时间时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于还包括步骤 e、多次重复步骤c及d，以使逆变器遍历所有开关状态。
3.根据权利要求I所述的逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤d包括步骤 dl、基于当前的开关状态的预定持续时间来设置比较单元的参考值； d2、当计数单元由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值与所述比较单元的参考值匹配时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤dl还包括 基于所确定的逆变器的类型来确定该逆变器当前的开关状态的预定持续时间。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于计数单元包括一个定时器；比较单元包括三个比较寄存器。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述定时器包括增计数的定时器、减计数的定时器及增/减计数的定时器中的一种。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤a包括 基于用户的设置将逆变器的类型信息写入电平选择寄存器。
8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述步骤b包括 由所述电平选择寄存器获取逆变器的类型信息，并确定逆变器的开关数量，进而确定逆变器初始开关状态时每一开关的开闭状态，并输出相应的电平信号以使所述逆变器的各开关开闭。
9.根据权利要求I或8所述的方法，其特征在于所述步骤b包括 基于所确定的逆变器的类型及预定的变频电机的控制算法来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并由6 (M-I)个输出通道中选择与所确定的逆变器的类型对应数量的输出通道来输出相应的信号以使逆变器的各开关开闭，其中，M为预定常数。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤C包括 Cl、基于逆变器控制的电机的旋转方向及当前的开关状态来确定所述逆变器的下一开关状态； c2、基于当前的开关状态及所确定的下一开关状态来确定待改变状态的开关。
全文摘要
本发明提供一种针对变频电机的控制算法在逆变器的电路实现方法。根据本发明的方法，按照变频电机控制的算法并基于用户的设置来确定逆变器的类型，接着再基于所确定的逆变器的类型来确定初始开关状态对应的逆变器的所有开关的开闭状态，并输出相应的信号以使逆变器的各开关开闭，随后，基于当前的开关状态及下一开关状态来确定待改变状态的开关，并由逆变器进入当前的开关状态时开始计数、且所计数值等于当前的开关状态的持续时间时，输出跳变信号以便使所述待改变状态的开关改变开闭状态。从而实现变频电机的控制算法中SPWM法、电流跟踪法和电压空间矢量控制等几种算法对变频电机进行控制。
文档编号H02M7/48GK102882399SQ201210195210
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者严伟, 马占刚, 陆建, 张文荣 申请人:上海晟矽微电子有限公司, 北京大学软件与微电子学院无锡产学研合作教育基地