專利名稱：中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器dsp控制的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變器DSP控制領(lǐng)域，特別是一種中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
中頻逆變發(fā)電機(jī)系統(tǒng)因其具有輕便、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)而成為電機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向。在將中頻交流電逆變?yōu)?0/60HZ工頻電的過(guò)程中，必須借重PWM逆變技術(shù)。通過(guò)微處理器實(shí)時(shí)計(jì)算產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)IGBT功率器件開通與關(guān)斷，可將整流后的直流電逆變?yōu)?50/60HZ工頻的交流電。其中，微處理器實(shí)時(shí)計(jì)算PWM脈沖信號(hào)是逆變控制技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有逆變器控制軟件以穩(wěn)壓功能為主要目標(biāo)，兼有限流、過(guò)載保護(hù)等功能，不具有起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的能力。因此，對(duì)PWM調(diào)制度#的調(diào)節(jié)范圍一般在0.8 1之間，該調(diào)制度=調(diào)制波幅值/載波幅值；一般SPWM里，調(diào)制波=正弦波，載波=三角波；輸出電壓幅值大小與調(diào)制度#成正比。當(dāng)發(fā)生過(guò)流時(shí)，為確保IGBT器件安全，通常采用硬件辦法削去其超出限值的部分，使電流限定在安全值以內(nèi)。其工作原理如圖1所示。當(dāng)發(fā)生輸出過(guò)流時(shí)，通過(guò)電流反饋環(huán)節(jié)，使門極驅(qū)動(dòng)電路前端的與非門輸入A端產(chǎn)生低電平信號(hào)，該信號(hào)封鎖與非門使其輸出為高電平，進(jìn)而控制門極驅(qū)動(dòng)電路輸出-7伏的截止電壓使IGBT橋臂關(guān)斷。IGBT 關(guān)斷后，輸出電流下降，A端復(fù)為高電平，又使與非門開通，PWM信號(hào)便可通過(guò)門極驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT的開通，如此交替開通與關(guān)斷，并結(jié)合輸出濾波電路(LC)的作用，使輸出電流被削峰，達(dá)到保護(hù)IGBT的效果，如圖2所示。因此，當(dāng)遇電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，#值仍處于高位，致使逆變器輸出電壓值較高，輸出電流很大，其值一般為額定值的6 7倍，遠(yuǎn)超出了 IGBT器件安全限值。雖然可通過(guò)限流保護(hù)環(huán)節(jié)的作用，將電流削峰，但由此引起電流嚴(yán)重畸變，電機(jī)無(wú)法正常起動(dòng)。因此，試圖利用現(xiàn)有硬件限流功能解決電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題行不通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，使逆變器具有起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的能力，并保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)都能在IGBT器件安全前提下獲得最大限度的起動(dòng)電流。本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)一種中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)該逆變器在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)過(guò)程中的電流值，以產(chǎn)生一中斷信號(hào)，使系統(tǒng)的 DSP控制軟件轉(zhuǎn)入一中斷子程序；所述的中斷子程序首先強(qiáng)制系統(tǒng)的IGBT器件關(guān)閉，并對(duì)系統(tǒng)的PWM采樣點(diǎn)序號(hào)清零及標(biāo)志此時(shí)的負(fù)載為起動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，然后再深度下調(diào)系統(tǒng)的PWM的調(diào)制度#。在中斷子程序結(jié)束返回主程序后依據(jù)起動(dòng)電流的大小繼續(xù)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)見使所調(diào)節(jié)的逆變器的輸出電壓與起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量相適應(yīng)，以保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)都能在 IGBT器件安全前提下獲得最大限度的起動(dòng)電流。
3
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的檢測(cè)該逆變器在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)過(guò)程中的電流值是與一起動(dòng)電流限值對(duì)比，該起動(dòng)電流限值由所述的IGBT器件參數(shù)決定。在本發(fā)明一實(shí)施例中，系統(tǒng)根據(jù)所述標(biāo)志判斷逆變器的負(fù)載是否為處于起動(dòng)過(guò)程的電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明解決了逆變器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)與IGBT器件安全二者間的矛盾，本方案采用PWM 深度調(diào)制的方法，即擴(kuò)大調(diào)制度#的變化范圍，使#曰
O當(dāng)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，控制軟件根據(jù)起動(dòng)電流值大小自動(dòng)下調(diào)#值并使下調(diào)程度與起動(dòng)電機(jī)的容量相適應(yīng)，使不同容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流均達(dá)到IGBT安全限值內(nèi)的最大值，且波形為正弦波，無(wú)畸變。


圖1是現(xiàn)有的逆變器過(guò)電流控制原理示意圖。圖2是圖1輸出過(guò)電流波形圖。圖3是本發(fā)明的控制軟件流程圖。圖4是本發(fā)明電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制中斷子程序的流程圖。圖5是本發(fā)明輸出電壓、電流等參量A/D采樣中斷子程序流程圖。圖6是本發(fā)明單極型PWM生成中斷子程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明提供一種中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)該逆變器在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)過(guò)程中的電流值，以產(chǎn)生一中斷信號(hào)，使系統(tǒng)的DSP控制軟件轉(zhuǎn)入一中斷子程序；所述的中斷子程序首先強(qiáng)制系統(tǒng)的IGBT器件關(guān)閉，并對(duì)系統(tǒng)的PWM采樣點(diǎn)序號(hào)清零及標(biāo)志此時(shí)的負(fù)載為起動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，然后再深度下調(diào)系統(tǒng)的PWM的調(diào)制度見在中斷子程序結(jié)束返回主程序后依據(jù)起動(dòng)電流的大小繼續(xù)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)見使所調(diào)節(jié)的逆變器的輸出電壓與起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量相適應(yīng)，以保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)都能在IGBT器件安全前提下獲得最大限度的起動(dòng)電流。圖3是本發(fā)明的控制軟件流程示意圖。具體的，當(dāng)逆變器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果電動(dòng)機(jī)容量較大，則起動(dòng)電流將達(dá)到或超過(guò)某一安全限值，該安全限值由所述的IGBT器件參數(shù)決定，該電流值通過(guò)硬件電路對(duì)DSP產(chǎn)生中斷信號(hào)，使DSP軟件運(yùn)行轉(zhuǎn)入中斷子程序。如圖 4所示，在該子程序中，首先強(qiáng)制IGBT器件關(guān)閉，迫使逆變器輸出電壓為零。之后，將調(diào)制度I由正常運(yùn)行時(shí)的值(接近于1)下調(diào)至0.25 (該值根據(jù)IGBT器件參數(shù)及允許起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大容量確定)，目的在于大幅度降低(約降75%)輸出電壓，即用軟件辦法降壓、限流， 并保持正弦波形不變。并置“電機(jī)起動(dòng)標(biāo)志”(在程序中專門定義的某一狀態(tài)變量)為1，以供返回主程序時(shí)用以識(shí)別此時(shí)的負(fù)載為處于起動(dòng)過(guò)程的電動(dòng)機(jī)。當(dāng)中斷返回主程序時(shí)，程序判別出“電機(jī)起動(dòng)標(biāo)志”狀態(tài)值為1，則自動(dòng)以“起動(dòng)電流限值”(該值由IGBT器件參數(shù)決定，一般略低于IGBT最大安全電流，但又大于額定電流值)為基準(zhǔn)，通過(guò)A/D采樣中斷子程序?qū)崟r(shí)檢測(cè)起動(dòng)過(guò)程電流是否大于該限值，該A/D采樣中斷子程序的流程圖如圖5所示，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓。當(dāng)起動(dòng)電流小于該限值，則增大見提升輸出電壓，反之，減小見降低輸出電壓。該措施可使不同容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)都能在IGBT安全前提下獲得最大限度的起
4動(dòng)電流，有效解決IGBT安全與起動(dòng)電動(dòng)機(jī)二者間的矛盾。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí)，電機(jī)電流必然降至逆變器額定電流值以下。一旦程序檢測(cè)出這一情況，則清“電機(jī)起動(dòng)標(biāo)志”為零，使之后的主程序運(yùn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)為以額定電流值為基準(zhǔn)執(zhí)行實(shí)時(shí)的穩(wěn)壓功能。值得一提的是，在上述圖4所示的中斷子程序中，我們對(duì)PWM采樣點(diǎn)序號(hào)f清零， 以保證中斷返回后轉(zhuǎn)入PWM中斷子程序時(shí)，強(qiáng)制PWM計(jì)算從^=O開始，使逆變器輸出電流從零開始變化，對(duì)IGBT器件安全有利，所述的PWM中斷子程序如圖6所示。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)該逆變器在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)過(guò)程中的電流值，以產(chǎn)生一中斷信號(hào)，使系統(tǒng)的DSP控制軟件轉(zhuǎn)入一中斷子程序；所述的中斷子程序首先強(qiáng)制系統(tǒng)的IGBT器件關(guān)閉，并對(duì)系統(tǒng)的PWM采樣點(diǎn)序號(hào)清零及標(biāo)志此時(shí)的負(fù)載為起動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，然后再深度下調(diào)系統(tǒng)的PWM的調(diào)制度見在中斷子程序結(jié)束返回主程序后依據(jù)起動(dòng)電流的大小繼續(xù)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)#，使所調(diào)節(jié)的逆變器的輸出電壓與起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量相適應(yīng)，以保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)都能在IGBT器件安全前提下獲得最大限度的起動(dòng)電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于 所述的檢測(cè)該逆變器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)過(guò)程的電流值是與一起動(dòng)電流限值對(duì)比，該起動(dòng)電流限值由所述的IGBT器件參數(shù)決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于 系統(tǒng)根據(jù)所述標(biāo)志判斷逆變器的負(fù)載是否為處于起動(dòng)過(guò)程的電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中頻單相發(fā)電機(jī)逆變器DSP控制的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)該逆變器在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)過(guò)程中的電流值，以產(chǎn)生一中斷信號(hào)，使系統(tǒng)的DSP控制軟件轉(zhuǎn)入一中斷子程序；所述的中斷子程序首先強(qiáng)制系統(tǒng)的IGBT器件關(guān)閉，并對(duì)系統(tǒng)的PWM采樣點(diǎn)序號(hào)清零及標(biāo)志此時(shí)的負(fù)載為起動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，然后再深度下調(diào)系統(tǒng)的PWM的調(diào)制度M。在中斷子程序結(jié)束返回主程序后依據(jù)起動(dòng)電流的大小繼續(xù)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)M，使所調(diào)節(jié)的逆變器的輸出電壓與起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量相適應(yīng)，以保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)都能在IGBT器件安全前提下獲得最大限度的起動(dòng)電流。
文檔編號(hào)H02P1/42GK102437799SQ20111032150
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者王榕生 申請(qǐng)人:福州大學(xué), 福建福安閩東亞南電機(jī)有限公司