电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法和系统转让专利

申请号 : CN202010092774.7

文献号 : CN111277158A

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法律信息:

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发明人 : 杭志成赵景波刘澄

申请人 : 江苏理工学院

摘要 :

本发明提供了一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法和系统,所述方法包括:获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流;根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将滞环电流环宽输入滞环比较器;滞环比较器根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号;根据控制信号控制逆变器的开关管动作。本发明能够在保证逆变器的高度稳定性和快速动态响应的基础上,提高逆变器的平均开关频率的稳定性,从而能够减小逆变器输出电压范围,保证逆变器的平均开关频率运行的规则性,同时能够降低逆变器输出电流波形的脉动幅度。

权利要求 :

1.一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,包括以下步骤:获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流;

根据所述逆变器母线电压和所述逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将所述滞环电流环宽输入滞环比较器;

所述滞环比较器根据所述滞环电流环宽、所述逆变器输出电流与所述参考电流的差值得到控制信号;

根据所述控制信号控制所述逆变器的开关管动作。

2.根据权利要求1所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,所述滞环电流环宽表达式为:其中,Lf为滤波电感,fs为参考频率,Ud为逆变器输入电压,U0逆变器输出电压。

3.根据权利要求2所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,其中,所述滞环比较器通过比较所述逆变器输出电流与所述参考电流的差值和所述滞环电流环宽以得到所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,所述滞环比较器包括simulink模块和逻辑关系。

5.根据权利要求4所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,所述逻辑关系包括:当所述逆变器输出电流高于所述滞环电流环宽上限时,定义所述控制信号为0;

当所述逆变器输出电流低于所述滞环电流环宽下限时,定义所述控制信号为1;

当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为正时,定义控制信号为0;

当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为负时,定义控制信号为1。

6.根据权利要求5所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,所述simulink模块包括lookup table模块。

7.根据权利要求6所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,其特征在于,根据所述控制信号控制所述逆变器的开关管动作包括:当所述逆变器输出电流高于所述滞环电流环宽上限时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由上升转为下降;

当所述逆变器输出电流低于所述滞环电流环宽下限时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由下降转为上升;

当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为负时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由下降转为上升;

当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为正时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由上升转为下降。

8.一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统,其特征在于,包括:获取模块,所述获取模块用于获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流;

滞环宽度计算器,所述滞环宽度计算器用于根据所述逆变器母线电压和所述逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将所述滞环电流环宽输入滞环比较器;

滞环比较器,所述滞环比较器用于根据所述滞环电流环宽、所述逆变器输出电流与所述参考电流的差值得到控制信号;

控制模块,所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述逆变器的开关管动作。

9.根据权利要求8所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统,其特征在于,所述滞环比较器包括simulink模块和逻辑关系。

10.根据权利要求9所述的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统,其特征在于,所述simulink模块包括lookup table模块。

说明书 :

电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及逆变器控制技术领域,具体涉及一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法和一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统。

背景技术

[0002] 目前,在对电动汽车用逆变器进行控制时,通常采用基于滞环电流控制的控制瞬态电流输出的方法。该方法是将电流给定信号与检测到的逆变器实际输出电流信号相比较,如果弱实际电流值大于给定值,则通过改变逆变器的开关状态使之减小,反之增大,由此,将实际电流围绕给定电流波形作锯齿状变化,并将偏差限制在一定范围内。因此,该方法能够加快动态调节和抑制环内扰动,而且这种电流控制方法简单,且不依赖于电机参数,鲁棒性好。
[0003] 然而,在实际应用中,当采用该方法对逆变器进行控制时,经常导致逆变器的开关频率随着电机运行状况的不同而发生变化,其变化范围非常大,运行不规则,输出电流波形脉动较大,并且这些变化都会带来噪声。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,能够在保证逆变器的高度稳定性和快速动态响应的基础上,提高逆变器的平均开关频率的稳定性,从而能够减小逆变器输出电压范围,保证逆变器的平均开关频率运行的规则性,同时能够降低逆变器输出电流波形的脉动幅度。
[0005] 本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统。
[0006] 为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,包括以下步骤:获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流;根据所述逆变器母线电压和所述逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将所述滞环电流环宽输入滞环比较器;所述滞环比较器根据所述滞环电流环宽、所述逆变器输出电流与所述参考电流的差值得到控制信号;根据所述控制信号控制所述逆变器的开关管动作。
[0007] 根据本发明实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,通过获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流,并根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,同时将滞环电流环宽输入滞环比较器,然后通过滞环比较器根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号,最后根据控制信号控制逆变器的开关管动作,由此,能够在保证逆变器的高度稳定性和快速动态响应的基础上,提高逆变器的平均开关频率的稳定性,从而能够减小逆变器输出电压范围,保证逆变器的平均开关频率运行的规则性,同时能够降低逆变器输出电流波形的脉动幅度。
[0008] 另外,根据本发明上述实施例提出的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0009] 根据本发明的一个实施例,所述滞环电流环宽表达式为:
[0010]
[0011] 其中,Lf为滤波电感,fs为参考频率,Ud为逆变器输入电压,U0逆变器输出电压。
[0012] 根据本发明的一个实施例,所述滞环比较器通过比较所述逆变器输出电流与所述参考电流的差值和所述滞环电流环宽以得到所述控制信号。
[0013] 根据本发明的一个实施例,所述滞环比较器包括simulink模块和逻辑关系。
[0014] 进一步地,所述逻辑关系包括:当所述逆变器输出电流高于所述滞环电流环宽上限时,定义所述控制信号为0;当所述逆变器输出电流低于所述滞环电流环宽下限时,定义所述控制信号为1;当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为正时,定义控制信号为0;当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为负时,定义控制信号为1。
[0015] 进一步地,所述simulink模块包括lookup table模块。
[0016] 根据本发明的一个实施例,根据所述控制信号控制所述逆变器的开关管动作包括:当所述逆变器输出电流高于所述滞环电流环宽上限时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由上升转为下降;当所述逆变器输出电流低于所述滞环电流环宽下限时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由下降转为上升;当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为负时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由下降转为上升;当所述逆变器输出电流处于所述滞环电流环宽上限与下限之间,且所述逆变器输出电流斜率为正时,所述控制信号控制所述逆变器输出电流由上升转为下降。
[0017] 为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统,包括:获取模块,所述获取模块用于获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流;滞环宽度计算器,所述滞环宽度计算器用于根据所述逆变器母线电压和所述逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将所述滞环电流环宽输入滞环比较器;滞环比较器,所述滞环比较器用于根据所述滞环电流环宽、所述逆变器输出电流与所述参考电流的差值得到控制信号;控制模块,所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述逆变器的开关管动作。
[0018] 根据本发明实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统,通过获取模块获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流,并通过滞环宽度计算器根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,同时将滞环电流环宽输入滞环比较器,然后通过滞环比较器根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号,最后通过控制模块根据控制信号控制逆变器的开关管动作,由此,能够在保证逆变器的高度稳定性和快速动态响应的基础上,提高逆变器的平均开关频率的稳定性,从而能够减小逆变器输出电压范围,保证逆变器的平均开关频率运行的规则性,同时能够降低逆变器输出电流波形的脉动幅度。
[0019] 另外,根据本发明上述实施例提出的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0020] 根据本发明的一个实施例,所述滞环比较器包括simulink模块和逻辑关系。
[0021] 进一步地,所述simulink模块包括lookup table模块。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法的流程图;
[0023] 图2为本发明一个实施例的变环宽滞环电流控制的电流、电压波形图;
[0024] 图3为本发明一个实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法的流程图;
[0025] 图4为本发明一个实施例的滞环宽度计算器simulink图;
[0026] 图5为本发明一个实施例的滞环比较器simulink图;
[0027] 图6为本发明一个实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统的方框示意图;
[0028] 图7(a)为本发明一个实施例的定环宽滞环电流控制的理论值和实际值关系图;
[0029] 图7(b)为本发明一个实施例的自适应环宽滞环电流控制的理论值和实际值关系图;
[0030] 图8(a)为本发明一个实施例的定环宽滞环电流控制的输出信号图;
[0031] 图8(b)为本发明一个实施例的自适应环宽滞环电流控制的输出信号图。

具体实施方式

[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0033] 图1为本发明实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法的流程图。
[0034] 如图1所示,本发明实施例的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,包括以下步骤:
[0035] S1,获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流。
[0036] 具体地,可通过电压采集电路获取逆变器母线电压和逆变器输出电压,同时可通过电流采集电路获取逆变器输出电流。
[0037] S2,根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将滞环电流环宽输入滞环比较器。
[0038] 首先,可参照图2所示的变环宽滞环电流控制的电流、电压波形图,得到计算滞环电流环宽的公式。
[0039] 具体地,由图2可知:
[0040]
[0041]
[0042] 其中,Lf为滤波电感,Ud为逆变器输入电压,U0逆变器输出电压。
[0043] 进一步地,由图2可知,
[0044] 在Ton,即正向开关导通时,可得到公式:
[0045]
[0046] 在Toff,即反向开关导通时,可得到公式:
[0047]
[0048] 其中,HB为滞环电流环宽。
[0049] 进一步地,由图2可知:
[0050]
[0051] 其中,fs为参考频率。
[0052] 进一步地,将上述公式(3)和(4)相加,并将公式(5)代入公式(3)+(4)中可得到公式:
[0053]
[0054] 进一步地,将上述公式(3)和(4)相减,即用(3)-(4)可得到公式:
[0055]
[0056] 进一步地,将上述公式(1)、(2)代入公式(6)中可得到公式:
[0057]
[0058] 进一步地,将上述公式(1)、(2)、(8)代入公式(7),并令 可得到计算滞环电流环宽的公式:
[0059]
[0060] 然后可通过公式(9)根据逆变器母线电压Ud、逆变器输出电压U0、设定的参考电流I*和参考频率fs计算滞环电流环宽。
[0061] S3,滞环比较器根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号。
[0062] 在本发明的一个实施例中,滞环比较器可包括simulink模块和逻辑关系。
[0063] 其中,滞环比较器中的逻辑关系为:当逆变器输出电流高于滞环电流环宽上限时,定义控制信号为0;当逆变器输出电流低于滞环电流环宽下限时,定义控制信号为1;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为正时,定义控制信号为0;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为负时,定义控制信号为1。
[0064] 为了更方便阐述滞环比较器中的逻辑关系,可定义逆变器输出电流高于滞环电流环宽上限为第一状态,逆变器输出电流低于滞环电流环宽下限为第二状态,逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限为第三状态,其中逆变器输出电流为i,滞环电流环宽上限为HB+i*,滞环电流环宽下限为i*-HB,i*为参考电流。
[0065] 综上所述,当处于第一状态,即i-i*>HB时,可令此事件为A,当第一状态成立时,A*=1,反之,A=0;当处于第二状态,即i-i<-HB时,可令此事件为B,当第二状态成立时,B=
1,反之,B=0;当处于第三状态,即-HB
[0066] 需要理解的是,滞环的输出量,即滞环比较器输出的控制信号取决于实际电流,即逆变器输出电流的大小。
[0067] 进一步地,可设滞环的输出量,即滞环比较器输出的控制信号为S,当处于第一状态时,S=0;当处于第二状态时,S=1;当处于第三状态,且k为正时,S=0,反之,S=1。
[0068] 进一步地,可通过simulink模块,例如lookup table模块将下列逻辑表1编入:
[0069]
[0070] 表1
[0071] 其中,事件A和事件B不能同时为1,因此S=0。
[0072] 进一步地,可将事件AB作为横坐标,事件C作为列坐标,并可通过simulink模块,例如lookup table模块将下列逻辑表2编入:
[0073]
[0074] 表2
[0075] 综上所述,可构成本发明的滞环比较器,通过该滞环比较器能够通过逻辑关系比较逆变器输出电流与参考电流的差值和滞环电流环宽以得到控制信号。
[0076] S4,根据控制信号控制逆变器的开关管动作。
[0077] 具体地,步骤S4包括:当逆变器输出电流高于滞环电流环宽上限时,控制信号控制逆变器输出电流由上升转为下降;当逆变器输出电流低于滞环电流环宽下限时,控制信号控制逆变器输出电流由下降转为上升;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为负时,控制信号控制逆变器输出电流由下降转为上升;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为正时,控制信号控制逆变器输出电流由上升转为下降。
[0078] 综上所述,如图3所示,可通过滞环宽度计算器根据逆变器母线电压Ud、逆变器输出电压,即逆变器电路的负载电压U0、设定的参考电流,即基准电流I*和参考频率fs根据上述公式(9)计算出实时的滞环环宽信号;进一步可将滞环环宽信号输入到滞环比较器中,通过滞环比较器中的逻辑关系比较基准电流I*和逆变器输出电流,即逆变器电路负载电流Irel的差值以得到控制信号,即门极驱动逻辑,例如S1、S2、S3、S4以控制逆变器的开关管动作。
[0079] 更具体地,如图4所示,滞环宽度计算器可通过输入端口1、2、3、4分别输入逆变器输出电压,即逆变器电路的负载电压U0、设定的参考电流,即基准电流i*、逆变器母线电压Ud、参考频率fs,其中,U0可先和Constant模块中设置的参数共同输入Product模块,i*可先输入Derivative模块,并将输出结果和Product模块的输出结果共同输入加模块中,然后经过Math Function模块输入Product1模块;Ud可先输入Math Function1模块,然后和Constant模块中设置的参数经过Math Function2模块得到的结果共同输入Product2模块,再经过Math Function3模块输入Product1模块,最后Product1模块输出的结果和Constant1模块中设置的参数共同输入加减模块,得到的结果输入Product3模块;fs可先和Constant2模块中设置的参数,以及Constant模块中设置的参数经过Math Function2模块得到的结果共同输入Product4模块,然后经过Math Function24模块得到的输出结果和Ud共同输入Product5模块,最后Product5模块得到的结果输入Product3模块;最后Product3模块根据输入的数据得到滞环环宽信号,即h并输出。
[0080] 进一步地,如图5所示,滞环比较器可通过输入端口1输入逆变器输出电流与参考电流的差值i,输入端口2输入滞环电流环宽h,其中,i可先输入Deribative模块,并将输出结果和Constant2中设置的参数共同输入Relational Operator2模块,同时经过Data Type Conversion2模块,输入2-DLookup Table1模块的u1端口;h可先输入Gain模块,并将输出结果和i共同输入Relational Operator1模块,同时经过Data Type Conversion模块,输入2-D Lookup Table模块的u1端口,此外,h和i还可共同输入Relational Operator模块,然后经过Data Type Conversion1模块,输入2-D Lookup Table模块的u2端口,2-D Lookup Table模块可根据u1和u2端口输入的数据得到相应输出结果并输入输入2-D Lookup Table1模块的u2端口;2-D Lookup Table1模块可根据u1和u2端口输入的数据得到相应输出结果,即控制信号并通过out1输出。
[0081] 根据本发明实施例提出的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,通过获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流,并根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,同时将滞环电流环宽输入滞环比较器,然后通过滞环比较器根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号,最后根据控制信号控制逆变器的开关管动作,由此,能够在保证逆变器的高度稳定性和快速动态响应的基础上,提高逆变器的平均开关频率的稳定性,从而能够减小逆变器输出电压范围,保证逆变器的平均开关频率运行的规则性,同时能够降低逆变器输出电流波形的脉动幅度。
[0082] 对应上述实施例提出的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法,本发明实施例还提出了一种电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统。
[0083] 如图6所示,本发明的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统包括获取模块10、滞环宽度计算器20、滞环比较器30和控制模块40。其中,获取模块10用于获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流;滞环宽度计算器20用于根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,并将滞环电流环宽输入滞环比较器30;滞环比较器30用于根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号;控制模块40用于根据控制信号控制逆变器的开关管动作。
[0084] 在本发明的一个实施例中,获取模块10可包括电压采集电路和电流采集电路,获取模块10可具体通过电压采集电路获取逆变器母线电压和逆变器输出电压,同时可通过电流采集电路获取逆变器输出电流。
[0085] 在本发明的一个实施例中,滞环宽度计算器20可具体根据下列公式计算滞环电流环宽:
[0086]
[0087] 滞环宽度计算器20通过该公式可根据逆变器母线电压Ud、逆变器输出电压U0、设定的参考电流I*和参考频率fs计算滞环电流环宽。
[0088] 在本发明的一个实施例中,滞环比较器30可包括simulink模块和逻辑关系。
[0089] 其中,滞环比较器30中的逻辑关系为:当逆变器输出电流高于滞环电流环宽上限时,定义控制信号为0;当逆变器输出电流低于滞环电流环宽下限时,定义控制信号为1;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为正时,定义控制信号为0;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为负时,定义控制信号为1。
[0090] 为了更方便阐述滞环比较器30中的逻辑关系,可定义逆变器输出电流高于滞环电流环宽上限为第一状态,逆变器输出电流低于滞环电流环宽下限为第二状态,逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限为第三状态,其中逆变器输出电流为i,滞环电流环宽上限为HB+i*,滞环电流环宽下限为i*-HB,i*为参考电流。
[0091] 综上所述,当处于第一状态,即i-i*>HB时,可令此事件为A,当第一状态成立时,A=1,反之,A=0;当处于第二状态,即i-i*<-HB时,可令此事件为B,当第二状态成立时,B=1,反之,B=0;当处于第三状态,即-HB
[0092] 需要理解的是,滞环的输出量,即滞环比较器30输出的控制信号取决于实际电流,即逆变器输出电流的大小。
[0093] 进一步地,可设滞环的输出量,即滞环比较器30输出的控制信号为S,当处于第一状态时,S=0;当处于第二状态时,S=1;当处于第三状态,且k为正时,S=0,反之,S=1。
[0094] 进一步地,可通过simulink模块,例如lookup table模块将下列逻辑表1编入:
[0095]
[0096] 表1
[0097] 其中,事件A和事件B不能同时为1,因此S=0。
[0098] 进一步地,可将事件AB作为横坐标,事件C作为列坐标,并可通过simulink模块,例如lookup table模块将下列逻辑表2编入:
[0099]
[0100] 表2
[0101] 综上所述,可构成本发明的滞环比较器30,通过滞环比较器30能够通过逻辑关系比较逆变器输出电流与参考电流的差值和滞环电流环宽以得到控制信号。
[0102] 在本发明的一个实施例中,控制模块40可具体用于:当逆变器输出电流高于滞环电流环宽上限时,控制模块40根据控制信号控制逆变器输出电流由上升转为下降;当逆变器输出电流低于滞环电流环宽下限时,控制模块40根据控制信号控制逆变器输出电流由下降转为上升;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为负时,控制模块40根据控制信号控制逆变器输出电流由下降转为上升;当逆变器输出电流处于滞环电流环宽上限与下限之间,且逆变器输出电流斜率为正时,控制模块40根据控制信号控制逆变器输出电流由上升转为下降。
[0103] 综上所述,如图3所示,滞环宽度计算器20可根据逆变器母线电压Ud、逆变器输出电压,即逆变器电路的负载电压U0、设定的参考电流,即基准电流I*和参考频率fs根据上述滞环电流环宽计算公式计算出实时的滞环环宽信号,并输入到滞环比较器30中;滞环比较器30可根据逻辑关系比较基准电流I*和逆变器输出电流,即逆变器电路负载电流Irel的差值以得到控制信号,即门极驱动逻辑以控制逆变器的开关管动作。
[0104] 更具体地,如图4所示,滞环宽度计算器可通过输入端口1、2、3、4分别输入逆变器输出电压,即逆变器电路的负载电压U0、设定的参考电流,即基准电流i*、逆变器母线电压Ud、参考频率fs,其中,U0可先和Constant模块中设置的参数共同输入Product模块,i*可先输入Derivative模块,并将输出结果和Product模块的输出结果共同输入加模块中,然后经过Math Function模块输入Product1模块;Ud可先输入Math Function1模块,然后和Constant模块中设置的参数经过Math Function2模块得到的结果共同输入Product2模块,再经过Math Function3模块输入Product1模块,最后Product1模块输出的结果和Constant1模块中设置的参数共同输入加减模块,得到的结果输入Product3模块;fs可先和Constant2模块中设置的参数,以及Constant模块中设置的参数经过Math Function2模块得到的结果共同输入Product4模块,然后经过Math Function24模块得到的输出结果和Ud共同输入Product5模块,最后Product5模块得到的结果输入Product3模块;最后Product3模块根据输入的数据得到滞环环宽信号,即h并输出。
[0105] 进一步地,如图5所示,滞环比较器可通过输入端口1输入逆变器输出电流与参考电流的差值i,输入端口2输入滞环电流环宽h,其中,i可先输入Deribative模块,并将输出结果和Constant2中设置的参数共同输入Relational Operator2模块,同时经过Data Type Conversion2模块,输入2-D Lookup Table1模块的u1端口;h可先输入Gain模块,并将输出结果和i共同输入Relational Operator1模块,同时经过Data Type Conversion模块,输入2-D Lookup Table模块的u1端口,此外,h和i还可共同输入Relational Operator模块,然后经过Data Type Conversion1模块,输入2-D Lookup Table模块的u2端口,2-D Lookup Table模块可根据u1和u2端口输入的数据得到相应输出结果并输入输入2-D Lookup Table1模块的u2端口;2-D Lookup Table1模块可根据u1和u2端口输入的数据得到相应输出结果,即控制信号并通过out1输出。
[0106] 根据本发明实施例提出的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制系统,通过获取模块获取逆变器母线电压和逆变器输出电压与输出电流,并通过滞环宽度计算器根据逆变器母线电压和逆变器输出电压,以及设定的参考电流和参考频率得到滞环电流环宽,同时将滞环电流环宽输入滞环比较器,然后通过滞环比较器根据滞环电流环宽、逆变器输出电流与参考电流的差值得到控制信号,最后通过控制模块根据控制信号控制逆变器的开关管动作,由此,能够在保证逆变器的高度稳定性和快速动态响应的基础上,提高逆变器的平均开关频率的稳定性,从而能够减小逆变器输出电压范围,保证逆变器的平均开关频率运行的规则性,同时能够降低逆变器输出电流波形的脉动幅度。
[0107] 下面将通过对比图7(a)与图7(b)、图8(a)和图8(b)来验证本发明的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法的实用性。
[0108] 其中,图7(a)为定环宽滞环电流控制的理论值和实际值关系图,图7(b)为自适应环宽滞环电流控制的理论值和实际值关系图,通过对比图7(a)与图7(b)可看出自适应环宽滞环电流控制的理论值和实际值更加接近,因此自适应环宽滞环电流控制的方法得到的结果更加精准。
[0109] 其中,图8(a)为定环宽滞环电流控制的输出信号,即控制信号,图8(b)为自适应环宽滞环电流控制的输出信号,即控制信号,通过对比图8(a)和图8(b)可看出自适应环宽滞环电流控制的输出信号更清晰,因此自适应环宽滞环电流控制的方法得到输出信号具有更好的控制效果。
[0110] 综上所述,可看出本发明的电动汽车逆变器的自适应环宽滞环电流控制方法具有更好的实用性。
[0111] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0112] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。