CN104670043B - 牵引电机调制方法和装置 - Google Patents
牵引电机调制方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104670043B CN104670043B CN201310629181.XA CN201310629181A CN104670043B CN 104670043 B CN104670043 B CN 104670043B CN 201310629181 A CN201310629181 A CN 201310629181A CN 104670043 B CN104670043 B CN 104670043B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- gate pulse
- pulse signals
- electric machine
- traction electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
本发明提供一种牵引电机调制方法和装置，该方法包括：采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长；所述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生；基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制通过采用频率随机变化的载波控制PWM信号，以对牵引电机进行异步调制，使得作为震源的牵引电机的震动频率是变化的，从而各个频率下由震动辐射的声波在空气中传播时，可出现不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，可显著地降低噪音，保证了乘客的舒适性，且不会对沿线居民的工作和休息带来干扰。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种牵引电机调制方法和装置。
背景技术
随着城市经济的发展和科学技术的进步,交通业也随之日益进步，其中，常见的轨道车辆依靠牵引电机提供牵引力，实现车速的增加、减小等。而在控制车速的变化时，通常采用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）调制技术，具体的，通过VVVF（VariableVoltage and Variable Frequency，变频变压调速）逆变器在低输出频率段对牵引电机采用异步调制模式，而在高输出频率段时，采用同步调制模式。
然而，在调制过程中，作为轨道车辆主要动力装置的牵引电机，其噪声是轨道车辆的一个主要的声源，严重地影响车内乘客的舒适性以及沿线居民的工作和休息。
发明内容
本发明提供一种牵引电机调制方法和装置，用于降低调制过程中出现的噪音，保证乘客的舒适性。
第一方面，本发明提供一种牵引电机调制方法，包括：
采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长；所述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生；
基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制。
第二方面，本发明提供一种牵引电机调制装置，包括：
异步调制模块，用于采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长；所述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生；
同步调制模块，用于基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制。
本发明提供的牵引电机调制方法和装置，通过采用频率随机变化的载波控制PWM信号，以对牵引电机进行异步调制，使得作为震源的牵引电机的震动频率是变化的，从而各个频率下由震动辐射的声波在空气中传播时，可出现不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，可显著地降低噪音，保证了乘客的舒适性，且不会对沿线居民的工作和休息带来干扰。
附图说明
图1为本发明牵引电机调制方法实施例一的流程图；
图2为本发明牵引电机调制方法实施例二的流程图；
图3为本发明实施例二中牵引电机进行调制的控制框图；
图4为本发明实施例二中牵引电机进行调制的波形示意图；
图5为现有技术噪音分贝的示意图；
图6为本发明实施例二中噪音分贝的示意图；
图7为本发明牵引电机调制装置实施例一的结构示意图；
图8为本发明牵引电机调制装置实施例二的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明牵引电机调制方法实施例一的流程图。如图1所示，该方法的执行主体为牵引电机调制装置，该装置可采用硬件和/或软件实现，其中硬件部分包括载波发生器、相关的控制电路等，而软件部分包括相关的控制算法等；该装置优选的可设置在牵引电机调制设备中，具体的该方法包括：
S101、采用PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长。
在控制轨道车辆行驶时，轨道车辆的速率是由0开始增长，对应的，牵引电机的转动速率也随之变化；在当牵引电机转动速率不大于预设阈值时，采用PWM信号对牵引电机进行异步调制；当牵引电机转动速率经过异步调制达到预设阈值时，则对牵引电机进行同步调制，即执行S102。
在异步调制过程中，PWM信号包括多个频率的门极脉冲信号，而门极脉冲信号是通过载波叠加三角波产生的，在本实施例中，异步调制过程中PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生的，从而使PWM信号的频率随机变化。上述载波常见的为正弦波，众所周知的，该正弦波附带有谐波信号，该谐波信号在进入牵引电机后经一系列作用，最终在牵引电机转子与定子间的气隙中产生电磁力，引起牵引电机的振动，进而向外辐射噪声。由上述噪声产生的原理可知，噪声声波的传播频率与上述谐波信号的频率相关，因此在现有技术中，由于载波的频率固定，所以牵引电机的震动频率也是固定不变的，进而该牵引电机作为震源，由固定频率震动而辐射的声波在空气中传播时，同一频率的声波的波峰和波峰叠加，波谷和波谷叠加，形成能量的累加，故而噪音较大，影响了乘客的舒适性。
而在本实施例中，异步调制过程中载波的频率是随机变化的，因此，该牵引电机作为震源，其震动频率是变化的，从而由各个频率震动而辐射的各个声波在空气中传播时，不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，故而显著地降低了噪音，保证了乘客的舒适性。
S102、基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制。
在本实施例中，同步调制可采用现有技术，即采用21分频、15分频等对电机进行调制。
本实施例中，通过采用频率随机变化的载波控制PWM信号，以对牵引电机进行异步调制，使得作为震源的牵引电机的震动频率是变化的，从而各个频率下由震动辐射的声波在空气中传播时，可出现不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，可显著地降低噪音，保证了乘客的舒适性，且不会对沿线居民的工作和休息带来干扰。
图2为本发明牵引电机调制方法实施例二的流程图。如图2所示，本实施例是在图1所示的实施例的基础上，进一步的做出详细描述，该方法包括：
S201、在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与在预设的斜率库中随机选择的斜率值，更新载波的频率。
S202、使更新的载波频率叠加三角波获得第二门极脉冲信号的频率，并根据第二门极脉冲信号的频率对牵引电机进行异步调制，获得第二牵引电机转动速率。
具体的，图3为本发明实施例二中牵引电机进行调制的控制框图。如图3所示，当前时刻的门极脉冲信号的频率作为第一门极脉冲信号的频率，并通过速度传感器等可获取牵引电机转动速率的设备，获得第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率，该第一牵引电机转动速率Vi作为输入值，同时在在预设的斜率库中随机选择的斜率值，开始执行S201，通过载波频率计算单元、变化频率计算单元，更新载波的频率；随后根据该更新频率后的载波执行S202，产生新的门极脉冲信号，即完成一次闭环控制。其中斜率库中存储了至少两个预设斜率值，所述斜率值大于0。
在图3中，更新频率后的载波通过三角波计算单元的叠加，并通过PWM计算单元的处理，获得第二门极脉冲信号，在实际中，门极脉冲信号脉宽的产生还需牵引电机三相电流幅值作为输入参数，如图3中IV，IV和IW作为电流输入参数，而IV，IV和IW是由数学模型建立的虚拟值Id和Iq经过三相电流输出单元处理后获得的，具体如现有技术，在此不再赘述。
图4为本发明实施例二中牵引电机进行调制的波形示意图。如图4所示，纵坐标为表示PWM频率，横坐标表示牵引电机的转动速率，横坐标上的Vf表示上述的预设阈值，而PWM频率是在异步调制过程中是变化的；具体的，上述随机选择的斜率值是在提前预设的斜率库中随机选择的，例如斜率库中存储了K1至K20共20个斜率；可以理解的，上述“当前时刻”为相对概念，即在每一次个闭环控制的开始时刻即为一个当前时刻；在更新载波的频率以使PWM信号的频率变化时，便在斜率库中随机选择一个斜率值；例如，在第一个当前时刻，可能随机选择的斜率值为K1，而在下一个当前时刻随机选择的斜率值为K18。
以图4中A点处对应的门极脉冲信号的频率作为当前时刻的第一门极脉冲信号的频率，则在进行S201时，根据实际情况的不同，执行S201时采用下述任一种方式：
第一种方式，该A点处对应的门极脉冲信号的频率大于500Hz(该500Hz为当前时刻之前的门极脉冲信号的频率)，即当第一门极脉冲信号的频率大于该第一门极脉冲信号之前的门极脉冲信号的频率，且小于上限门极脉冲信号的频率（本实施例的图4中以1000Hz为例），则在执行S201时，在斜率库中随机选择一个斜率值K1，并根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，该更新频率后的载波用于使第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率K1增长为所述第二门极脉冲信号的频率，即通过执行S202，获得图4中点B处对应的门极脉冲信号的频率；根据第一种方式，门极脉冲信号的频率会按照随机选择的斜率值逐渐增长为C点对应的门极脉冲信号的频率；或者，
第二种方式，此时可以理解为，随着异步调制的进行，门极脉冲信号的频率增长至C点对应的门极脉冲信号的频率，此时，C点对应的门极脉冲信号的频率为当前时刻的门极脉冲信号的频率，即当第一门极脉冲信号的频率等于上限门极脉冲信号的频率时，即当前时刻的门极脉冲信号的频率为C点对应的门极脉冲信号的频率，执行S201时，随机选择了斜率值K2，并根据第一牵引电机转动速率（C点对应的转动速率频率）获得更新频率后的载波，该更新频率后的载波用于使该第一门极脉冲信号的频率按照斜率值的负值（即-K2）减小为第二门极脉冲信号的频率，即通过S202，获得D点对应的门极脉冲信号的频率；或者，
第三种方式，以该D点对应的门极脉冲信号的频率为当前时刻的门极脉冲信号的频率，即当第一门极脉冲信号的频率小于当前时刻之前的门极脉冲信号的频率（即C点对应的门极脉冲信号的频率），且大于下限门极脉冲信号的频率（E点对应的门极脉冲信号的频率），执行S201时，随机选择斜率值K16,，并根据第一牵引电机转动速率和第一门极脉冲信号的频率获得更新频率后的载波，该更新频率后的载波用于在执行S202时，使第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为第二门极脉冲信号的频率；或者
第四种方式，当随着异步调制的进行，E点对应的门极脉冲信号的频率则成为当前时刻的门极脉冲信号的频率时，即当第一门极脉冲信号的频率等于下限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率和第一门极脉冲信号的频率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率K增大为所述第二门极脉冲信号的频率。
基于上述任意一种方式，在牵引电机调制装置在执行S201至S202时，即控制第一门极脉冲信号的频率按照斜率K增大为所述第二门极脉冲信号的频率过程中，牵引电机调制装置具有存储功能及逻辑运算功能，因此牵引电机调制装置可记录每一个当前时刻采样得到的第一门极脉冲信号的频率，因此可以实现比较当前时刻的第一门极脉冲信号的频率与该当前时刻之前的门极脉冲信号的频率的功能；另外，在使第一门极脉冲信号的频率按照随机变化斜率值变为第二门极脉冲信号的频率时，是按照预设的变化差值以获得第二门极脉冲信号的频率，也就是说第二门极脉冲信号的频率是一个目标值，而且门极脉冲信号是由载波叠加三角波形成的，因此门极脉冲信号的频率和载波的频率相关，因此牵引电机调制装置通过控制载波的频率，可以获得作为目标值的第二门极脉冲信号的频率。
S203、判断第二牵引电机转动速率是否为所述预设阈值，若是，执行S205；若否，则执行S204。
S204、将第二牵引电机转动速率作为新的第一牵引电机转动速率，且将第二门极脉冲信号的频率作为新的第一门极脉冲信号的频率。
随后，返回执行S201和S202，直至通过S203判断确定第二牵引电机转动速率为所述预设阈值，则执行S205。
本领域技术人员熟知，异步调制包括多次循环的闭环控制，因此上述第一及第二为相对概念，在通过一次闭环控制（S201～S202）确定的第二门极脉冲信号的频率及第二牵引电机转动速率，经过S203的判断及S204的处理，返回执行S201～S202，即进行下一次闭环控制；也就是说，通过一次闭环控制得到的第二门极脉冲信号的频率及第二牵引电机转动速率，成为下一次闭环控制开始时刻（该开始时刻也就是前述的当前时刻）第二门极脉冲信号的频率及第二牵引电机转动速率，且在每一次闭环控制（S201～S202）时，会随机选择斜率值。
S205、基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制。
通过异步调制的进行，牵引电机转动速率会增长到预设阈值，则此时开始进行同步调制，该同步调制采用的具体方法与现有技术类似，在此不再赘述。
需要补充说明的是，上述异步调制过程中，PWM频率的变化是有范围限制的，常见的限制范围是图4中由两条虚线限制的变化扇区，如使用水平直线MN限定上限频率，使用斜线OP限定下限频率；当然在实际中，可根据需要选择不同的限定范围，例如都可采用水平直线限定上限频率和限定下限频率，则此时下限频率是固定不变的值；而在本实施例中，是使用斜线OP限定下限频率，因此下限门极脉冲信号的频率包括至少两个候选下限频率，且各个候选下限频率各自对应一个转动速率，具体参考图4，各个候选下限频率为表示PWM变化的三角波形与斜线OP相交的各个交点纵坐标为候选下限频率，相应的，各个交点的横坐标为各个候选下限频率各自对应一个转动速率。按照图4实施本实施例时，上限频率满足斜率为0的第一直线方程（图4中的MN）；而至少两个候选下限频率及各个候选下限频率所对应的转动速率满足第二直线方程（斜线OP），该第一直线方程和所述第二直线方程用于限定所述随机PWM信号的频率变化的扇区。
进一步的，在实施本实施例之前，牵引电机调制装置根据预设的扇区和预设的斜率值确定了各个候选下限频率和上限门极脉冲信号的频率。以图4为例，第一直线方程（水平直线MN）y＝1000限定上限门极脉冲信号的频率，第二直线方程而在起始时刻，PWM频率为500Hz，即O点位于第二直线方程上，根据一个预设的斜率值，确定C点坐标（xc，1000），再以另一个预设的斜率值的负值，计算出点E的坐标，该E点的纵坐标即为一个候选下限频率，横坐标为该候选下限频率对应的一个转动速率，以此类推，便可计算出第二直线方程与表示PWM频率的波形图的其他交点，从而获得候选下限频率及对应的一个转动速率；所以，在根据第一牵引电机转动速率，更新载波的频率时需要确定下限门极脉冲信号的频率时，该下限门极脉冲信号的频率确定方法包括：
在至少一个转动速率中，选择与第一门极脉冲信号的频率对应的第一牵引电机转动速率差值最小或相等的转动速率，并确定该转动速率对应的候选下限频率为下限门极脉冲信号的频率。
另外，在起始时刻，牵引电机调制装置执行S201～S202时，由于O点位于第二直线方程上，便将该500Hz看作一个下限门极脉冲信号的频率，采用上述第四种方式进行处理。
在本实施例中，异步调制过程中门极脉冲信号的频率是随机变化的，因此，该牵引电机作为震源，其震动频率是变化的，从而由各个频率震动而辐射的各个声波在空气中传播时，不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，故而显著地降低了噪音，保证了乘客的舒适性。具体的，具体的，图5为现有技术噪音分贝的示意图；图6为本发明实施例二中噪音分贝的示意图。参考图5和图6，可知通过实验监测，采用现有技术进行的异步调制，使得噪音的分贝较高；而图6噪音的分贝明显低于图5中的噪音分贝，由此可知，通过频率随机变化的载波控制的PWM信号可显著地降低了噪音。
本实施例中，通过频率随机变化的载波控制PWM信号，以对牵引电机进行异步调制，使得作为震源的牵引电机的震动频率是变化的，从而各个频率下由震动辐射的声波在空气中传播时，可出现不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，可显著地降低噪音，保证了乘客的舒适性，且不会对沿线居民的工作和休息带来干扰。
图7为本发明牵引电机调制装置实施例一的结构示意图，如图7所示，该装置包括：
异步调制模块71，用于采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长；所述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生；
同步调制模块72，用于基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制。
应用在实际中，本实施例中的牵引电机调制装置包括图3所示的各个部分。
本实施例中，异步调制模块通过频率随机变化的载波控制PWM信号，以对牵引电机进行异步调制，使得作为震源的牵引电机的震动频率是变化的，从而各个频率下由震动辐射的声波在空气中传播时，可出现不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，可显著地降低噪音，保证了乘客的舒适性，且不会对沿线居民的工作和休息带来干扰。
图8为本发明牵引电机调制装置实施例二的结构示意图。如图8所示，本实施例是在图7所示的实施例的基础上，进行进一步的描述，上述异步调制模块包括：
更新单元701，用于在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与在预设的斜率库中随机选择的斜率值，更新载波的频率；；所述斜率库中存储了至少两个预设斜率值，所述斜率值大于0；
调制单元711，用于使更新的载波频率叠加三角波获得第二门极脉冲信号的频率，并根据所述第二门极脉冲信号的频率对牵引电机进行异步调制，获得第二牵引电机转动速率；
对应于应用在实际中，更新单元701和调制单元711相结合，可获得图3所示的载波频率计算模块、变化频率计算模块、三角波计算模块、PWM计算模块的功能。
控制单元721，用于当所述第二牵引电机转动速率不为所述预设阈值，将所述第二牵引电机转动速率作为新的第一牵引电机转动速率，且将所述第二门极脉冲信号的频率作为新的第一门极脉冲信号的频率，控制所述更新单元701执行所述在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与在预设的斜率库中随机选择的斜率值，更新载波的频率，和控制所述调制单元711执行所述使更新的载波频率叠加三角波获得第二门极脉冲信号的频率，并根据所述第二门极脉冲信号的频率对牵引电机进行异步调制，获得第二牵引电机转动速率，直至所述第二牵引电机转动速率为所述预设阈值。
进一步的，上述更新单元701具体用于在当前时刻的第一门极脉冲信号的频率大于所述当前时刻之前的门极脉冲信号的频率，且小于上限门极脉冲信号的频率，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值增长为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当第一门极脉冲信号的频率等于上限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
在当前时刻第一门极脉冲信号的频率小于所述当前时刻之前的门极脉冲信号的频率，且大于下限门极脉冲信号的频率，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当第一门极脉冲信号的频率等于下限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值增大为所述第二门极脉冲信号的频率。
进一步的，所述下限门极脉冲信号的频率包括至少两个候选下限频率，且各个候选下限频率各自对应一个转动速率，则所述装置还包括确定模块73，用于在至少一个转动速率中，选择与所述第一门极脉冲信号的频率对应的第一牵引电机转动速率差值最小或相等的转动速率，并确定该转动速率对应的候选下限频率为下限门极脉冲信号的频率。
其中，上述上限频率满足斜率为0的第一直线方程；所述至少两个候选下限频率及各个候选下限频率所对应的转动速率满足第二直线方程，所述第一直线方程和所述第二直线方程用于限定所述随机PWM信号的频率变化的扇区。
本实施例中，异步调制模块通过采用频率随机变化的载波控制PWM信号，以对牵引电机进行异步调制，使得作为震源的牵引电机的震动频率是变化的，从而各个频率下由震动辐射的声波在空气中传播时，可出现不同频率的声波的波峰和波谷叠加，使得噪声的声波能量相抵消，可显著地降低噪音，保证了乘客的舒适性，且不会对沿线居民的工作和休息带来干扰。
上述各装置实施例中的各个模块对应上述各方法实施例，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种牵引电机调制方法，其特征在于，包括：
采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长；所述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生；
基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制；
所述采用PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长，包括：
a、在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与在预设的斜率库中随机选择的斜率值，更新载波的频率；所述斜率库中存储了至少两个预设斜率值，所述斜率值大于0；
b、使更新的载波频率叠加三角波获得第二门极脉冲信号的频率，并根据所述第二门极脉冲信号的频率对牵引电机进行异步调制，获得第二牵引电机转动速率；
c、当所述第二牵引电机转动速率不为所述预设阈值，将所述第二牵引电机转动速率作为新的第一牵引电机转动速率，且将所述第二门极脉冲信号的频率作为新的第一门极脉冲信号的频率，返回执行所述a和所述b，直至所述第二牵引电机转动速率为所述预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与随机选择的斜率值，更新载波的频率，包括：
当前时刻的第一门极脉冲信号的频率大于所述当前时刻之前的门极脉冲信号的频率，且小于上限门极脉冲信号的频率，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值增长为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当第一门极脉冲信号的频率等于上限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当前时刻第一门极脉冲信号的频率小于所述当前时刻之前的门极脉冲信号的频率，且大于下限门极脉冲信号的频率，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当第一门极脉冲信号的频率等于下限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值增大为所述第二门极脉冲信号的频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下限门极脉冲信号的频率包括至少两个候选下限频率，且各个候选下限频率各自对应一个转动速率，则在所述根据第一牵引电机转动速率，更新载波的频率时，所述下限门极脉冲信号的频率的确定方法包括：
在至少一个转动速率中，选择与所述第一门极脉冲信号的频率对应的第一牵引电机转动速率差值最小或相等的转动速率，并确定该转动速率对应的候选下限频率为下限门极脉冲信号的频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上限频率满足斜率为0的第一直线方程；所述至少两个候选下限频率及各个候选下限频率所对应的转动速率满足第二直线方程，所述第一直线方程和所述第二直线方程用于限定所述随机PWM信号的频率变化的扇区。
5.一种牵引电机调制装置，其特征在于，包括：
异步调制模块，用于采用脉冲宽度调制PWM信号对牵引电机进行异步调制以使牵引电机转动速率增长；所述异步调制过程中所述PWM信号是由频率随机变化的载波叠加三角波产生；
同步调制模块，用于基于牵引电机的异步调制，当牵引电机转动速率为预设阈值时，对牵引电机进行同步调制；
所述异步调制模块包括：
更新单元，用于在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与在预设的斜率库中随机选择的斜率值，更新载波的频率；所述斜率库中存储了至少两个预设斜率值，所述斜率值大于0；
调制单元，用于使更新的载波频率叠加三角波获得第二门极脉冲信号的频率，并根据所述第二门极脉冲信号的频率对牵引电机进行异步调制，获得第二牵引电机转动速率；
控制单元，用于当所述第二牵引电机转动速率不为所述预设阈值，将所述第二牵引电机转动速率作为新的第一牵引电机转动速率，且将所述第二门极脉冲信号的频率作为新的第一门极脉冲信号的频率，控制所述更新单元执行所述在当前时刻，根据第一门极脉冲信号下的第一牵引电机转动速率与在预设的斜率库中随机选择的斜率值，更新载波的频率，和控制所述调制单元执行所述使更新的载波频率叠加三角波获得第二门极脉冲信号的频率，并根据所述第二门极脉冲信号的频率对牵引电机进行异步调制，获得第二牵引电机转动速率，直至所述第二牵引电机转动速率为所述预设阈值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述更新单元具体用于在当前时刻的第一门极脉冲信号的频率大于所述当前时刻之前的门极脉冲信号的频率，且小于上限门极脉冲信号的频率，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值增长为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当第一门极脉冲信号的频率等于上限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
在当前时刻第一门极脉冲信号的频率小于所述当前时刻之前的门极脉冲信号的频率，且大于下限门极脉冲信号的频率，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值的负值减小为所述第二门极脉冲信号的频率；或者
当第一门极脉冲信号的频率等于下限门极脉冲信号的频率时，根据第一牵引电机转动速率获得更新频率后的载波，所述更新频率后的载波用于使所述第一门极脉冲信号的频率按照随机选择的斜率值增大为所述第二门极脉冲信号的频率。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述下限门极脉冲信号的频率包括至少两个候选下限频率，且各个候选下限频率各自对应一个转动速率，则所述装置还包括确定模块，用于在至少一个转动速率中，选择与所述第一门极脉冲信号的频率对应的第一牵引电机转动速率差值最小或相等的转动速率，并确定该转动速率对应的候选下限频率为下限门极脉冲信号的频率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述上限频率满足斜率为0的第一直线方程；所述至少两个候选下限频率及各个候选下限频率所对应的转动速率满足第二直线方程，所述第一直线方程和所述第二直线方程用于限定所述随机PWM信号的频率变化的扇区。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310629181.XA CN104670043B (zh) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | 牵引电机调制方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310629181.XA CN104670043B (zh) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | 牵引电机调制方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104670043A CN104670043A (zh) | 2015-06-03 |
| CN104670043B true CN104670043B (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=53305830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310629181.XA Active CN104670043B (zh) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | 牵引电机调制方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104670043B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6634891B2 (ja) * | 2016-03-03 | 2020-01-22 | 株式会社デンソー | モータ駆動装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1447513A (zh) * | 2002-03-25 | 2003-10-08 | 哈尔滨九洲电气股份有限公司 | 高压变频器中的单相桥式逆变器 |
| CN1818704A (zh) * | 2006-03-01 | 2006-08-16 | 株洲变流技术国家工程研究中心 | 变频器用于电机温升试验的用途 |
| CN201895665U (zh) * | 2010-12-03 | 2011-07-13 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 交流传动轨道车 |
| CN202424614U (zh) * | 2011-12-29 | 2012-09-05 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 牵引逆变器控制装置 |
-
2013
- 2013-11-28 CN CN201310629181.XA patent/CN104670043B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1447513A (zh) * | 2002-03-25 | 2003-10-08 | 哈尔滨九洲电气股份有限公司 | 高压变频器中的单相桥式逆变器 |
| CN1818704A (zh) * | 2006-03-01 | 2006-08-16 | 株洲变流技术国家工程研究中心 | 变频器用于电机温升试验的用途 |
| CN201895665U (zh) * | 2010-12-03 | 2011-07-13 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 交流传动轨道车 |
| CN202424614U (zh) * | 2011-12-29 | 2012-09-05 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 牵引逆变器控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104670043A (zh) | 2015-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100514826C (zh) | 电动驱动控制装置及电动驱动控制方法 | |
| KR101491247B1 (ko) | 친환경 자동차의 인버터 제어 방법 | |
| Kim et al. | Hybrid control algorithm for fuel consumption of a compound hybrid excavator | |
| CN105794105A (zh) | 混合动力车辆的电动机控制器 | |
| CN106385215B (zh) | 一种交流电机变开关频率pwm转矩脉动控制方法 | |
| CN103780111B (zh) | 用于环境友好车辆的逆变器控制方法和系统 | |
| JPWO2011148485A1 (ja) | 電動機の制御装置および制御方法 | |
| CN104935196B (zh) | 双三电平逆变器系统零序电压消除的空间矢量调制方法 | |
| Pellerey et al. | Active reduction of electrical machines magnetic noise by the control of low frequency current harmonics | |
| CN105075097A (zh) | 电力变换装置 | |
| JP2009303288A (ja) | インバータ制御装置 | |
| CN102882462B (zh) | 组合式svpwm调制方法 | |
| JP6814830B2 (ja) | 制御システム、車両システム、および制御方法 | |
| CN106464171A (zh) | 电动机控制装置 | |
| Trzynadlowski et al. | Comparative investigation of PWM techniques for a new drive for electric vehicles | |
| CN104670043B (zh) | 牵引电机调制方法和装置 | |
| CN107800338A (zh) | 基于fpga的步进电机升降速控制方法 | |
| EP3598634A1 (en) | Apparatus and method for controlling inverter for driving motor | |
| CN110429896A (zh) | 一种电压调制方法及装置 | |
| CN103187918A (zh) | 牵引逆变器控制方法及装置 | |
| CN105634365A (zh) | 一种基于多种不连续pwm的永磁同步电机控制系统及方法 | |
| CN102510262B (zh) | 变频调速控制器 | |
| Funato et al. | Optimization of switching transient waveform to reduce harmonics in selective frequency bands | |
| CN105207511A (zh) | 一种变换器的控制方法、装置和系统 | |
| KR101284923B1 (ko) | 인버터 소음 저감을 위한 랜덤 ｐｗｍ 발생장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 116045 Liaoning province Dalian City Lushun Economic Development Zone Dalian Hao Yang No. 1 North Street Applicant after: CRRC DALIAN ELECTRIC TRACTION R & D CENTER CO., LTD. Address before: 116045 Liaoning province Dalian City Lushun Economic Development Zone Dalian Hao Yang No. 1 North Street Applicant before: Co., Ltd of Bei Che Dalian Electric Traction R & D Center |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |