EA027097B1 - Система и способ управления электронным устройством - Google Patents

Система и способ управления электронным устройством Download PDF

Info

Publication number
EA027097B1
EA027097B1 EA201290124A EA201290124A EA027097B1 EA 027097 B1 EA027097 B1 EA 027097B1 EA 201290124 A EA201290124 A EA 201290124A EA 201290124 A EA201290124 A EA 201290124A EA 027097 B1 EA027097 B1 EA 027097B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
signal
reference signal
accordance
present
harmonic
Prior art date
Application number
EA201290124A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201290124A1 (ru
Inventor
Аджит Кане
Эмиль Н. Николов
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of EA201290124A1 publication Critical patent/EA201290124A1/ru
Publication of EA027097B1 publication Critical patent/EA027097B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Control By Computers (AREA)

Abstract

Предложены система и способ управления. Один из примеров способа (3400) включает применение (3404) таблицы поиска для получения первых данных значений сигнала для многофазного опорного сигнала. Данный пример способа включает также получение (3406) вторых данных значений сигнала, соответствующих данным модификатора для упомянутого многофазного опорного сигнала. Упомянутые данные модификатора суммируют (3408) с упомянутым опорным сигналом для создания модифицированного опорного сигнала. Данный пример способа дополнительно включает генерацию (3410) множества управляющих сигналов из упомянутого модифицированного опорного сигнала, а также управление одним или более электронными устройствами на основе упомянутых управляющих сигналов.

Description

Примеры осуществления настоящего изобретения относятся, в общем, к системе и способу управления инверторами, например инверторами на биполярных транзисторах с изолированным затвором (ЮВТ). Кроме того, упомянутые примеры осуществления настоящего изобретения могут относиться к отпиранию вентилей инверторов в системе дизель-электрического локомотива.
В тяговых транспортных средствах, например в локомотивах, для приведения в движение колес транспортного средства используют тяговые электродвигатели. В некоторых подобных транспортных средствах двигателями являются двигатели переменного тока (айегпайпд сиггеп!, АС), скоростью и мощностью которых управляют посредством изменения частоты и напряжения источника электропитания переменного тока, которым оснащен двигатель. Часто электропитание подают в определенную точку системы транспортного средства в виде питания постоянного тока и впоследствии преобразуют в электропитание переменного тока с управляемой частотой и амплитудой напряжения. Электропитание может быть получено от бортового альтернатора, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания, или может быть получено от стороннего источника питания, например, такого как третий рельс или подвесная контактная сеть.
Неэффективность процесса управления инверторами, производящими электропитание переменного тока, может негативно сказываться на эффективности всего локомотива или иного транспортного средства.
В общем, необходимы более эффективная система и способ управления вентилями инверторов в системах электропитания.
Сущность изобретения
Кратко, в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения предложен способ управления. Способ включает применение таблицы поиска для получения первых данных значений сигнала для многофазного опорного сигнала. Упомянутый пример способа включает также получение вторых данных значений сигнала, соответствующих данным модификатора для упомянутого опорного сигнала. Упомянутые данные модификатора модулятора добавляют к упомянутому многофазному опорному сигналу для получения модифицированного опорного сигнала. Также этот пример способа дополнительно включает генерацию множества управляющих сигналов из упомянутого модифицированного опорного сигнала, а также управление одним или более электронными устройствами на основе упомянутых управляющих сигналов.
Еще один пример осуществления настоящего изобретения относится к системе управления инвертором. Система управления инвертором включает носитель данных, в котором хранится таблица поиска, содержащая данные значений сигнала. Система управления инвертором включает также схему управления, выполненную с возможностью создания многофазного опорного сигнала и данных модификатора на основе упомянутых данных значений сигнала, для создания модифицированного многофазного опорного сигнала на основе упомянутого многофазного опорного сигнала и упомянутых данных модификатора, и для генерации множества управляющих сигналов из упомянутого модифицированного опорного сигнала с целью управления одним или более инверторами.
Еще одни пример осуществления настоящего изобретения относится к системе электропитания для транспортного средства. Пример системы электропитания включает множество инверторов и множество электронных устройств, запитанных посредством инверторов. Система электропитания включает также носитель данных, в котором хранится таблица поиска, содержащая данные значений сигнала. Система электропитания дополнительно включает также схему управления, выполненную с возможностью создания многофазного опорного сигнала и данных модификатора на основе упомянутых данных значений сигнала, для создания модифицированного опорного сигнала на основе упомянутого многофазного опорного сигнала и упомянутых данных модификатора, и для генерации множества управляющих сигналов из упомянутого модифицированного опорного сигнала, и для управления упомянутым множеством инверторов с помощью упомянутого множество управляющих сигналов.
Описание чертежей
Эти и другие отличительные особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятны при прочтении дальнейшего, более подробного, описания со ссылками на приложенные чертежи, на которых аналогичными символами представлены аналогичные компоненты на всех чертежах, при этом на фиг. 1 представлена схема дизель-электрического локомотива, в котором может применяться схема управления в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 представлена схема системы электропитания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3, которая включает фиг. 3а, 3Ь и 3с, представлена схема генератора сигнала последовательности отпирания вентилей инвертора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4, которая включает фиг. 4а, 4Ь и 4с, представлена схема альтернативного генератора сигнала последовательности отпирания вентилей инвертора в соответствии с одним из примеров осуществле- 1 027097 ния настоящего изобретения;
на фиг. 5 представлена схема блока снятия отсчетов и удержания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 представлена схема альтернативного блока снятия отсчетов и удержания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7, которая включает фиг. 7а и 7Ь, представлена схема блока генерирования несущей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8, которая включает фиг. 8а и 8Ь, представлена схема альтернативного блока генерации несущей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 представлена диаграмма с иллюстрацией разбиения цикла отпирания вентилей на области отпирания вентилей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10, которая включает фиг. 10а и 10Ь, представлена схема еще одной альтернативы блока генерации несущей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 представлен график с изображением опорных точек для изменения генерации несущей в зависимости от выходной частоты в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 12 представлена схема блока генерации выходной частоты модулятора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 13 представлен график с изображением опорных точек для изменения генерации модулятора в зависимости от выходной частоты в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 14, которая включает фиг. 14а, 14Ь и 14с, представлена схема блока генерации модулятора и модификатора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 15, которая включает фиг. 15а, 15Ь и 15с, представлена схема блока генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (бц0) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 16 представлена схема примера схемы создания модификатора нулевой последовательности (0), которая выполнена с возможностью выполнения функции создания модификатора нулевой последовательности (0) в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 17, которая включает фиг. 17а, 17Ь и 17с, представлена схема блока генератора сигнала широтно-импульсной модуляции (РАМ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
на фиг. 18, которая включает фиг. 18а, 18Ь и 18с, представлена схема еще одной альтернативы блока генератора сигнала широтно-импульсной модуляции (РАМ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 19, которая включает фиг. 19а и 19Ь, представлена схема блока фазовой последовательности в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 20, которая включает фиг. 20а, 20Ь и 20с, представлена схема еще одной альтернативы блока генератора сигнала широтно-импульсной модуляции (РАМ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 21 представлена схема блока селектора матричного коэффициента усиления в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 22 представлена схема блока вычисления модулятора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 23 представлена схема блока РАМ-модуляции в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 24 представлена схема блока выбора вектора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 25, которая включает фиг. 25а и 25Ь, представлена схема блока формирования сигнала отпирания с удалением гармоник в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 26 представлена схема блока вычисления первого состояния в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 27 представлена схема блока вычисления второго состояния в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 28 представлена диаграмма состояний, необходимая для пояснения работы схемы отпирания вентилей с удалением гармоник в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 29 представлена схема блока удлинения командного импульса широтно-импульсной модуляции (РАМ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 30 представлена схема блока удлинения времени запаздывания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
- 2 027097 на фиг. 31, которая включает фиг. 31а и 31Ь, представлена схема альтернативного блока вставки времени запаздывания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 32 представлена управляющая структура, которая включает схему управления инвертором в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 33 представлена таблица с иллюстрацией использования флагов инвертора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 34 представлен алгоритм способа формирования сигналов для управления электронным устройством в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 35 представлен алгоритм способа работы электронного устройства в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 36 представлен алгоритм способа формирования сигналов для управления электронным устройством в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
На фиг. 1 представлена схема дизель-электрического локомотива, в котором может применятся схема управления инвертором в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Локомотив, которой показан в упрощенном виде с частичным разрезом, в целом обозначен позицией 100. Множество тяговых двигателей, не показанных на фиг. 1, расположено за движущими колесами 102 и связано как приводы с осями 104. Множество дополнительных двигателей, не показанных на фиг. 1, расположено в различных местах локомотива и соединено с различными дополнительными нагрузками, например насосами или вентиляторами радиаторов. Упомянутые двигатели могут быть электродвигателями переменного тока. В соответствии с дальнейшим более подробным описанием локомотив 100 может включать множество электрических схем инверторов для управления электропитанием упомянутых двигателей.
На фиг. 2 представлена схема системы электропитания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Система электропитания, которая в целом обозначена позицией 200, может использоваться для управления электропитанием переменного тока в локомотиве, продемонстрированном на фиг. 1. Система электропитания 200 включает альтернатор 202, приводимый в действие бортовым двигателем внутреннего сгорания, например дизельным двигателем (не показан). Мощность на выходе альтернатора 202 регулируют с помощью регулятора электрического возбуждения, обозначенной как регулятор 204 возбуждения. Электропитание от альтернатора 202 выпрямляют с помощью выпрямителя 206 и подают на один или более инверторов 208. В инверторах 208 могут применяться транзисторы ЮВТ высокой мощности для преобразования питания постоянного тока в питание переменного тока с различной частотой или различной амплитудой напряжения для использования в одном или более двигателях 210 переменного тока.
На фиг. 1 схемы электропитания, по меньшей мере частично, расположены в отсеке 106 оборудования. Управляющая электроника для инверторов 208 и регуляторы 204 возбуждения, как и другие электронные компоненты, могут быть расположены на печатных платах, установленных в стойках отсека 106 оборудования. В отсеке 106 оборудования полупроводниковые устройства на транзисторах ЮВТ высокой мощности, применяемые для преобразования питания, могут быть установлены на радиаторах 108 с воздушным охлаждением.
На фиг. 3 представлена схема 300 управления инвертором в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. В соответствии с дальнейшим более подробным описанием схема 300 управления инвертором генерирует сигналы, которые управляют отпиранием вентилей инверторов 208 (фиг. 2). Специалистам в настоящей области техники должно быть очевидно, что функциональные блоки и устройства, продемонстрированные на фиг. 3, могут включать аппаратные элементы, включающие схемы, программные элементы, включающие компьютерный код, хранимый на материальном машиночитаемом носителе, или комбинацию аппаратных и программных элементов. При этом упомянутые функциональные блоки и устройства схемы 300 управления инвертором являются лишь одним из примеров функциональных блоков и устройств, которые могут быть реализованы в одном из примеров осуществления настоящего изобретения. Специалисты в настоящей области техники могут, очевидно, создавать необходимые функциональные блоки исходя из требований разработки для конкретного приложения.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения схема 300 управления инвертором работает под управлением основного центрального процессорного модуля (ееи1га1 ргосеззшд ιιηίΐ. СРИ)/ управляющего модуля, внешнего по отношению к схеме 300 управления инвертором. Применение схемы 300 управления инвертором в комбинации с основным СРИ/управляющим модулем описано более подробно далее на примере фиг. 32. При этом схема 300 управления инвертором может быть реализована с применением электрически программируемой вентильной матрицы (йе1б ргодгаштаЫе §а!е аггау, РРСА), которая может управляться внешним основным СРИ/супервизорным модулем управления и быть с ним синхронизированной.
Схема 300 управления инвертором включает блок 302 снятия отсчетов и удержания, блок 304 генерации несущей, блок 306 генерации запускающего сигнала модулятора, блок 308 генерации модулятора
- 3 027097 и модификатора, блок 310 модулятора широтно-импульсной модуляции (Р^М), блок 312 генерации удлиненного импульса и блок 314 вставки времени запаздывания. Работа каждого из указанных функциональных блоков далее объясняется более подробно.
Кроме того, схема 300 управления инвертором может включать дополнительную подсистему, выполненную с возможностью отключения соответствующего преобразователя в случае нештатной ситуации. Примеры нештатных ситуаций, которые могут привести к отключению преобразователя, могут включать состояние перегрузки по току, перегрузки по напряжению, обнаружение сбоев в работе и т.п.
На фиг. 4 представлена схема альтернативного генератора сигнала последовательности отпирания вентилей инвертора. В соответствии с дальнейшим более подробным описанием схема 400 управления инвертором генерирует сигналы, которые управляют отпиранием вентилей инверторов 208 (фиг. 2). Специалистам в настоящей области техники должно быть очевидно, что функциональные блоки и устройства, продемонстрированные на фиг. 4, могут включать аппаратные элементы, включающие схемы, программные элементы, включающие компьютерный код, хранимый на материальном машиночитаемом носителе, или комбинацию аппаратных и программных элементов. Кроме того, упомянутые функциональные блоки и устройства схемы 400 управления инвертором являются лишь одним из примеров функциональных блоков и устройств, которые могут быть реализованы в одном из примеров осуществления настоящего изобретения. Специалисты в настоящей области техники могут, очевидно, создавать необходимые функциональные блоки исходя из требований разработки для конкретного приложения.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения схема 400 управления инвертором работает под управлением основного центрального процессорного модуля (СРИ)/управляющего модуля, внешнего по отношению к схеме 400 управления инвертором. Применение схемы 400 управления инвертором в комбинации с основным СРИ/управляющим модулем описано более подробно далее на примере фиг. 27. При этом схема 400 управления инвертором может быть реализована с применением РРОЛ, которая может управляться внешним основным СРИ/модулем управления и быть синхронизированной с ним.
В примере осуществления настоящего изобретения, продемонстрированном на фиг. 4, схема 400 управления инвертором включает блок 402 снятия отсчетов и удержания, блок 404 генерации несущей, блок 406 генерации запускающего сигнала модулятора, блок 408 генерации синусоидального и косинусоидального сигнала (ϋθ). блок 410 модулятора широтно-импульсной модуляции (Р\УМ) и блок 412 формирования удлиненного импульса. Работа каждого из этих функциональных блоков более подробно описана далее. В примере осуществления настоящего изобретения, продемонстрированном на фиг. 4, применяют двукратное (2Х) мультиплексирование по времени, при этом он обеспечивает улучшенное управление и более высокую дискретизацию выходной частоты.
Кроме того, схема 400 управления инвертором может включать дополнительную подсистему, которая выполнена с возможностью отключения соответствующего преобразователя в случае нештатной ситуации. Примеры нештатных ситуаций, которые могут привести к отключению преобразователя, могут включать состояние перегрузки по току, перегрузки по напряжению, обнаружение сбоев в работе и т.п.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения блок 408 генерации синусоидального и косинусоидального сигнала (ИО) включает блок опорного α/β-сигнала (бц0). Упомянутый блок опорного сигнала генерирует опорный α/β-сигнал модуляции (бц0), применяемый для вычисления отклонения времени переключения инвертора для различных областей. Выходная частота может задаваться системой управления более высокого уровня. Блок 1012 опорного α/β-сигнала (бц0) более подробно описан ниже.
На фиг. 5 представлена схема блока 500 получения отсчетов и удержания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 500 получения отсчетов и удержания принимает входной сигнал 502 параметра триггера-защелки и флаг 504 регистра защелки данных. Упомянутые входной сигнал 502 параметра триггера-защелки и флаг 504 регистра защелки данных применяют для защелкивания командных входных сигналов от СРИ/модуля управления с использованием блока 506 модуляции третьей гармоники, блока 508 модуляции фундаментальной гармоники, блока 510 разрешения третьей гармоники, блока 512 счета до первого максимума, блока 514 счета до второго максимума и блока 516 фазовой последовательности. Упомянутые значения защелкивают и синхронизируют для их применения в блоке 304 генерации несущей, блоке 306 генерации запускающего сигнала модулятора, блоке 308 генерации модификатора, блоке 310 модулятора широтно-импульсной модуляции (Р^М), блоке 312 формирования удлиненного импульса и блоке 314 вставки времени запаздывания.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения блок 500 получения отсчетов и удержания формирует отсчеты входных сигналов, получаемых от СРИ/модуля управления, внешних по отношению к схеме 300 управления инвертором. Упомянутые входные сигналы, стробированные блоком 500 получения отсчетов и удержания, удерживают в течение по меньшей мере одного цикла после последней установки задаваемой выходной частоты. При этом один из примеров осуществления блока 500 получения отсчетов и удержания может быть выполнен с возможностью выполнения этой же функции на основе 1/2, 1/4 цикла или каждый раз, когда СРИ/модуль управления обновляет управляющие параметры и/или интервалы циклов. Подобный пример осуществления настоящего изобретения позволяет
- 4 027097 обновлять выходную частоту в два раза быстрее, в четыре раза быстрее и/или с быстротой поступления обновлений от СРИ/модуля управления. Это может привести к асимметричному выходному сигналу, если новые значения применяют до полного завершения цикла.
На фиг. 6 представлена схема альтернативного блока 600 получения отсчетов и удержания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 600 получения отсчетов и удержания получает отсчеты от СРИ/модуля управления и удерживает их значения. По сравнению с блоком 500 получения отсчетов и удержания (фиг. 5) в предложенной данным примером последовательности отпирания вентилей инвертора некоторые сигналы устранены, например индекс модуляции третьей гармоники, разрешение введения третьей гармоники или разрешение 8УМ.
Блок 600 получения отсчетов и удержания принимает входной сигнал 602 параметра триггеразащелки и флаг 604 регистра защелки данных. Упомянутые входной сигнал 602 параметра триггерной защелки и флаг 604 регистра защелки данных применяют для защелкивания командных входных сигналов от СРИ/модуля управления, максимального значения счетчика для генератора несущей и максимального значения счетчика для генератора опорного сигнала модулятора. Остальные выходные сигналы от СРИ/модуля управления, такие как индекс модуляции, флаг разрешения генерации синхронной Р\УМ и флаг фазовой последовательности, защелкивают, как только становятся доступны новые значения.
При этом один из примеров осуществления блока 600 получения отсчетов и удержания может быть выполнен с возможностью выполнения этой же функции на основе 1/2, 1/4 цикла или каждый раз, когда СРИ/модуль управления обновляет управляющие параметры и/или интервалы циклов. Подобный пример осуществления настоящего изобретения позволяет обновлять выходную частоту в два раза быстрее, в четыре раза быстрее или с быстротой поступления обновлений от СРИ/модуля управления. Это может привести к асимметричному выходному колебательному сигналу, если новые значения применяют до полного завершения цикла.
На фиг. 7 представлена схема одного из примеров осуществления блока 700 генерации несущей. Блок 700 генерации несущей выполнен с возможностью обеспечения одной несущей, которая может использоваться для управления двухуровневым инвертором. Блок 700 генерации несущей принимает сигнал 702 разрешения, сигнал 704 сброса, сигнал 706 сброса периода, сигнал 708 разрешения синхронизации и сигнал 710 максимального значения счетчика. Блок 712 запускающего сигнала заднего фронта генерирует в качестве выходного запускающий сигнал 714 завершения периода. Специалистам в настоящей области техники следует понимать, что наращивание устройств этого типа может применяться для генерации любого количества несущих, которые могут использоваться для управления двухуровневыми или многоуровневыми преобразователями.
Блок 700 генерации несущей обеспечивает счетчик, который может использоваться для генерации команд переключения инвертора путем определения частоты переключения двухуровневого, трехуровневого или иного многоуровневого преобразователя. В частности, блок счетчика генерирует выходной сигнал 718 счетчика. Сигнал 714 максимального значения счетчика, который может быть принят от СРИ/ модуля управления, внешнего по отношению к схеме 300 управления инвертором, позволяет частоте переключения быть равной трехкратной выходной частоте или быть любым другим нечетным или четным кратным выходной частоты.
Блок 700 генерации несущей принимает сигналы, связанные с синхронизацией, которые могут включать сигналы сброса и разрешения.
Выходные сигналы блока генерации несущей включают выходные сигналы 716 и 718 счетчиков и запускающий флаг 720 с полным периодом.
На фиг. 8, которая включает фиг. 8а и 8Ь, представлена схема альтернативного блока 800 генерации несущей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 800 генерации несущей выполнен с возможностью обеспечения двух несущих, которые могут быть использованы для управления трехуровневым преобразователем. Данный пример блока 800 генерации несущей создает одну несущую с треугольной формой волны, имеющую только положительные значения, и одну несущую с треугольной формой волны, имеющую только отрицательные значения. Может также быть реализована пилообразная несущая. На фиг. 11 показаны только положительные значения несущей.
Блок 800 генерации несущей принимает входной сигнал 802 разрешения, входной сигнал 804 сброса, входной сигнал 806 сброса периода, входной сигнал 808 разрешения синхронизации и входной сигнал 810 максимальных значений счетчиков. Блок 800 генерации несущей формирует выходной сигнал 812 запуска по заднему фронту, выходной сигнал 814 запуска с полным периодом, выходной сигнал 816 счетчика, выходной сигнал 820 РСС (счетчика положительной несущей, РочОуе Сатег Соии1ег) и выходной сигнал 822 ЫСС (счетчика отрицательной несущей, Ыедайуе Сатег СоиШег).
Блок 800 генерации несущей включает блок трехуровневой несущей. Обеспечивается выдача двух сигналов несущей для положительного и отрицательного преобразователей. Положительный преобразователь - это преобразователь, который обеспечивает положительное выходное напряжение в системе управления инвертором. Отрицательный преобразователь - это преобразователь, который обеспечивает отрицательное выходное напряжение в системе управления инвертором. Блок 800 генерации несущей может использоваться для генерации различных последовательностей отпирания вентилей инвертора,
- 5 027097 таких как синусоидальная Р\УМ. синусоидальная Р\УМ с введением третьей гармоники или с использованием пространственно-векторной модуляции (красе уссЮг тоФи1аИоп, δΥΜ). δΥΜ представляет собой способ управления генерацией сигналов отпирания вентилей инвертора с широтно-импульсной модуляцией (Р\УМ). Векторами представлены различные состояния переключения инвертора, при этом они могут применяться посредством схемы управления. В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения состояния, соответствующие последовательности отпирания вентилей, могут быть реализованы с использованием селектора вектора на основании области необходимого положения выходного напряжения и его амплитуды во времени.
В методе δΥΜ в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения для управления величиной выходного напряжения инвертора может быть использован индекс модуляции. Упомянутый индекс модуляции показывает как изменяется время переключения в зависимости от необходимого выходного напряжения. Кроме того, индекс модуляции отображает степень изменения модулированной переменной относительно ее немодулированного уровня.
Последовательность отпирания вентилей инвертора на выходе в одном из примеров осуществления настоящего изобретения имеет более низкие потери на переключение по сравнению с традиционной схемой отпирания вентилей δΥΜ. Подобный эффект достигается за счет того, что переключение вентилей ограничено в течение длительных промежутков времени во время цикла выдачи.
На фиг. 9 представлена диаграмма разбиения цикла отпирания вентилей на области отпирания вентилей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Данная диаграмма в целом обозначена позицией 900. Диаграмма 900 демонстрирует цикл отпирания вентилей инвертора из 360°, разбитый на шесть областей (области 1-6) отпирания вентилей, каждая из которых включает 60°. При этом области отпирания вентилей могут включать части цикла отпирания вентилей и могут быть представлены множеством чисел - градусов поворота (например, шесть областей по 60°, двенадцать областей по 30°, 24 области по 15° - это лишь несколько примеров). Для каждой области вентили, подающие питание на инверторы, могут быть назначены либо как открытые, либо как запертые. Количество выбранных областей в конкретном приложении может изменяться исходя из требований разработки системы. В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения вентили держат открытыми или запертыми на всем протяжении каждой области отпирания вентилей в соответствии с определением последовательности отпирания вентилей для соответствующей области.
Фиг. 10, которая включает фиг. 10а и 10Ь, представляет собой схему еще одной альтернативы блока 1000 генерации несущей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Пример осуществления настоящего изобретения, продемонстрированный на фиг. 10, принимает сигнал разрешения, сигнал сброса, сигнал сброса периода, сигнал разрешения синхронизации и сигнал максимального значения счетчика. Выходным сигналом является значение счетчика несущей, который имеет только положительные значения, и может иметь треугольную или пилообразную форму. Блок запуска по заднему фронту генерирует запускающий сигнал с полным периодом в качестве дополнительного выходного сигнала.
Блок 1000 генерации несущей, продемонстрированный на фиг. 10, определяет частоту переключения инвертора и обеспечивает счетчик, который может использоваться для генерации команд переключения инвертора. Сигнал максимального значения счетчика, который может приниматься от СРИ/модуля управления, внешнего по отношению к схеме управления инвертором, позволяет частоте переключения быть множителем выходной частоты.
Для каждой области может быть определена ширина импульсов модуляции, при этом они могут быть отделены разделителями областей. Разделитель областей - это программное ограничение, запрещающее изменять положение вентиля везде, кроме границы между областями отпирания вентилей. Путем такого ограничения положения вентилей внутри областей (то есть не позволяют переключать положения нигде, кроме как внутри упомянутых разделителей областей) могут быть снижены потери на переключение.
Положения областей отпирания инверторов (определяющие, открыты или заперты инверторы в каждой области) могут храниться в таблице поиска (1оок-ир 1аЬ1е, ШТ). Информация об области может использоваться для управления мультиплексором для формирования сигнала отпирания вентилей. Для снижения или минимизации потерь на переключение вентили могут удерживаться в одном положении дольше для минимизации количества операций переключения.
На фиг. 11 представлен график с изображением опорных точек для генерации несущей в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. График в целом обозначен позицией 1100. График 1100 демонстрирует кривую 1102, демонстрирующую зависимость амплитуды несущей (ось у) от выходной частоты преобразователя (ось х). Кривая 1102 представляет собой пример зависимости максимальных отсчетов несущей (в соответствии с подаваемым сигналом 512 максимального значения счетчика (фиг. 5)) от выходной частоты. Изменение отсчетов может быть вычислено и может быть модифицировано для формирования различного количества импульсов в заданном цикле выходной частоты. Сигнал с характеристиками кривой 1102 может быть использован в качестве опорных точек для
- 6 027097 генерации несущей. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что возможно определенное количество кривых, отличающихся от кривой 1102, в зависимости от требований разработки системы.
Фиг. 12 представляет собой блок-схему модулятора для блока 1200 генерации выходной частоты в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 1200 генерации опорного сигнала для модулятора может использоваться как интегральный сигнал синхронизации для управления указателем для доступа к данным значений сигнала, хранимым в БИТ, для генерации выходной частоты. Блок 1200 генерации модулятора принимает сигнал 1202 разрешения, сигнал 1204 сброса и сигнал 1206 максимальных значений счетчиков. Блок 1208 запуска заднего фронта формирует в качестве выхода сигнал 1210 запуска завершения периода.
Сигнал 1206 максимальных значений счетчиков, который может приниматься от СРИ/модуля управления, внешнего по отношению к схеме 300 управления инвертором (фиг. 3), при этом он может устанавливаться, исходя из требуемой выходной частоты соответствующей схемы привода. Примеры факторов, которые необходимо учитывать при этом, включают минимальную выходную частоту и максимальную выходную частоту.
Минимальная выходная частота может быть ограничена частотой переключения, необходимым разрешением и т.п. Максимальная выходная частота может быть ограничена, например, тактовой частотой РРСЛ, на которой реализуют пример схемы управления инвертором.
На фиг. 13 представлен график с изображением опорных точек для генератора сигнала модулятора, обладающего способностями введения третьей гармоники, в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. График в целом обозначен позицией 1300. График 1300 демонстрирует кривую 1302, которая показывает зависимость амплитуды сигнала модулятора (ось у) от выходной частоты (ось х). Кривая 1302 представляет собой пример зависимости максимальных значений счетчиков несущей (обеспечиваемых сигналом 1206 максимального значения счетчика (фиг. 12)) от выходной частоты. Сигнал с характеристиками кривой 1302 может использоваться в качестве опорных точек для модулятора. Он может быть использован также в качестве опорных точек для различных БИТ, содержащих сигналы модификаторов, для обеспечения возможности модификации сигнала модулятора и для повышения выходного напряжения для заданной выходной частоты.
На фиг. 14 представлена схема блока 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора принимает сигнал 1402 сброса, флаг 1404 окончания периода модуляции и шаговый сигнал 1406 периода. Блок 1408 введения третьей гармоники принимает флаг 1404 окончания периода модуляции и формирует выходной сигнал 1410 третьей гармоники. Блок 1412 запуска по старшему биту (тоЧ МщиПсаШ ЬИ) формирует сигнал 1414 сброса периода синусоидальной волны по старшему биту (М8В).
Блок 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора формирует также выходной сигнал 1416 фундаментальной частоты в форме трехфазного синусоидального сигнала, а также гармонический выходной сигнал в форме однофазного синусоидального сигнала с частотой, равной трем фундаментальным. В общем, выходной сигнал может иметь форму многофазных опорных сигналов. Выходной сигнал 1416 фундаментальной частоты может использоваться блоком модулятора РАМ для генерации РАМсигналов управления инверторами 208 (фиг. 2). Генерация упомянутого выходного многофазного опорного сигнала может осуществляться путем итераций по БИТ определенное количество раз в соответствии с количеством необходимых фаз (например, три раза для трехфазного выходного сигнала). Каждый цикл может определяться сигналом синхронизации для каждой из трех фаз. Применение одной БИТ с различными опорными точками позволяет минимизировать использование необходимых ресурсов. Обращение опорных точек позволяет обратить выходную фазовую последовательность (то есть АВС вместо СВА). Также могут быть реализованы заранее заданные фазовые последовательности.
Блок 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора может также формировать флаг 1418 действительности данных. Флаг 1418 действительности данных может применяться для осуществления синхронизации сигналов с задержкой, что позволяет использовать одни и те же множители для нескольких фаз.
Как отмечалось выше, блок 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора может быть выполнен с возможностями введения модификатора третьей гармоники. Новое значение для введения модификатора третьей гармоники может генерироваться в каждом цикле тактовой частоты. Сигнал управления может разрешать или запрещать введение модификатора. При разрешении данные модификатора третьей гармоники могут вводиться в выходной сигнал 1416 фундаментальной частоты путем сложения их значений. В этом случае выходной сигнал 1416 фундаментальной частоты может быть назван опорным сигналом модулятора. В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения значения модификатора третьей гармоники могут быть вычислены с использованием тех же значений БИТ, что были использованы для генерации данных синусоидального сигнала для выходного сигнала 1416 фундаментальной частоты.
На фиг. 15 представлена схема блока 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусои- 7 027097 дального сигнала (άμΰ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (άμ0) отличается от блока 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора количеством входов в блоке мультиплексирования по времени. Кроме того, блок 1400 генерации сигналов модулятора и модификатора имеет три входа (0, 1/3 и -1/3), тогда как блок 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (άμ0) имеет два входа (1/4 и 0).
Блок 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (άμ0) обеспечивает генератор колебаний для выходной частоты, которую мультиплексируют по времени лишь двукратно (в первом основном тактовом цикле ΡΡΟΆ генерируют синусоидальный опорный сигнал, а во втором основном тактовом цикле ΡΡΟΆ генерируют косинусоидальный опорный сигнал). Это оказывается возможным, поскольку используются только два синусоидальных колебательных сигнала, сдвинутые на 90°. Блок 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (άμ0) обеспечивает также возможности обнаружения области отпирания вентилей на основе того же указателя ЬИТ, что используется для генерации синусоидального и косинусоидального сигнала. Это позволяет обеспечить выбор выходной последовательности отпирания вентилей, а также матричного коэффициента усиления.
Генератор колебаний бс|. обеспечиваемый блоком 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (άμ0), обеспечивает двукратное (вместо трехкратного) мультиплексирование и формирует двухфазный, а не трехфазный, выходной сигнал, который включает синусоидальный и косинусоидальный сигнал, изменяющийся во времени. Для выбора области, исходя из опорной точки синусоидального/косинусоидального сигнала, может использоваться дополнительная ЪИТ.
Блок 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала (άμ0) формирует также выходной сигнал фундаментальной частоты в виде двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала, а также выходной сигнал области в виде ступенек, количество которых равно требуемому количеству областей в заданном цикле выходной частоты. В общем случае, выходной сигнал может принимать форму многофазных опорных сигналов. Выходной сигнал фундаментальной частоты может быть использован блоком модулятора Р\УМ для генерации сигналов Р\УМ управления инверторами 208. Генерация выходного многофазного опорного сигнала может осуществляться путем итераций по ЬИТ определенное количество раз, соответствующее количеству необходимых фаз (например, два раза для двухфазного выходного сигнала). Каждый цикл может определяться сигналом синхронизации для каждой из двух фаз. Применение одной ЪИТ с различными опорными точками позволяет минимизировать использование необходимых ресурсов. Обращение опорных точек позволяет обратить выходную фазовую последовательность (то есть АВС вместо СВА). Могут быть реализованы заранее заданные фазовые последовательности.
Блок 1500 генерации двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала может также формировать флаг действительности данных. Флаг действительности данных может использоваться для осуществления синхронизации сигнала с задержкой, что позволяет использовать одни и те же множители для нескольких фаз.
На фиг. 16 представлен один из примеров схемы 1600 формирования модификатора нулевой последовательности (0), которая сконфигурирована с возможностью выполнения функции формирования модификатора нулевой последовательности (0) в соответствии с настоящим изобретением. Схема 1600 формирования модификатора нулевой последовательности (0) может применяться для модификации сигнала модулятора и для выполнения пространственно-векторной модуляции (§УМ). Применение нулевой последовательности является альтернативой введению третьей гармоники. В соответствии с настоящим изобретением данные модификатора нулевой последовательности могут быть получены на основе трехфазного синусоидального сигнала или с использованием таблицы поиска (ЬиТ).
Функция формирования сигнала нулевой последовательности может обеспечивать более предпочтительный профиль сигнала последовательности отпирания вентилей инвертора путем введения смещения для увеличения амплитуды сигнала управления фундаментальной частоты. В варианте осуществления настоящего изобретения, продемонстрированном на фиг. 16, входной сигнал для схемы 1600 формирования модификатора нулевой последовательности представляет собой вектор из трехфазного сигнала модулятора, а выходной сигнал представляет собой нулевую последовательность для сложения с упомянутыми трехфазными сигналами модуляторов. Схема 1600 формирования модификатора нулевой последовательности создает функцию нулевой последовательности с использованием метода минимумамаксимума (или минимакса), известного специалистам в данной области техники. Вместо применения схемы 1600 формирования модификатора нулевой последовательности, аналогично введению третьей гармоники, для создания модификатора нулевой последовательности может применяться одна ШТ.
На фиг. 17 представлена схема блока 1700 модулятора Р\УМ в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 1700 модулятора Р\УМ принимает сигнал 1702 максимальных значений счетчиков, флаг 1704 действительности данных, выходной сигнал 1706 счетчика, сигнал 1708 фундаментальной частоты, сигнал 1710 индекса модуляции фундаментальной частоты, сигнал 1712 третьей гармоники, сигнал 1714 индекса модуляции третьей гармоники, сигнал 1716 разрешения третьей гармоники, сигнал 1718 режима прямоугольной волны (кдиате лате, 8О\У) и сигнал 1720 фазо- 8 027097 вой последовательности. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения сигнал 1708 фундаментальной частоты, принимаемый блоком 1700 модулятора РАМ, может включать выходной сигнал фундаментальной частоты от блока формирования сигналов модулятора и модификатора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
Блок 1700 модулятора РАМ формирует командные РАМ-сигналы инвертора, которые могут быть использованы для управления инверторами 208 (фиг. 2). Выходные сигналы, обеспечиваемые блоком 1700 модулятора РАМ, могут быть использованы для контроля и диагностики. Эти выходные сигналы включают импульсный выходной сигнал 1722 А, импульсный выходной сигнал 1724 В и импульсный выходной сигнал 1726 С. При этом упомянутые импульсный выходной сигнал 1722 А, импульсный выходной сигнал 1724 В и импульсный выходной сигнал 1726 С, формируемые блоком модулятора РАМ, могут включать трехфазные командные РАМ-сигналы, которые могут быть использованы в качестве командных сигналов для отпирания вентилей шести инверторов на ЮВТ.
На фиг. 18, которая включает фиг. 18а, 18Ь и 18с, представлена схема еще одной альтернативы блока 1800 генерации широтно-импульсной модуляции (РАМ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. В частности, в ней реализованы компараторы для трехуровневых, трехфазных команд отпирания вентилей инвертора с четырьмя переключениями на фазу. Двенадцать команд могут быть получены для управления трехуровневым преобразователем. В схему также включены блоки удлинения минимального импульса и фазовой последовательности.
Блок 1800 модулятора РАМ, продемонстрированный на фиг. 18, принимает сигнал 1802 максимального значения счетчика, входной сигнал 1804 фундаментальной частоты, входной сигнал 1806 индекса фундаментальной частоты модуляции, входной сигнал 1808 текущего направления фазы и входной сигнал 1810 времени запаздывания. Другие входные сигналы для блока 1800 модулятора РАМ, продемонстрированного на фиг. 18, включают выходной сигнал 1812 счетчика положительной несущей, выходной сигнал 1814 счетчика отрицательной несущей, выходной сигнал 1816 максимального значения счетчика, входной сигнал 1818 индекса модуляции третьей гармоники и входной сигнал 1820 модификатора третьей гармоники. Также показаны входной сигнал 1822 разрешения введения третьей гармоники, входной сигнал 1824 разрешения режима прямоугольной волны и входной сигнал 1826 разрешения пространственно-векторной модуляции. Настоящий пример осуществления блока 1800 модулятора РАМ, продемонстрированный на фиг. 18, обеспечивает множество выходных сигналов 1828 РАМ.
На фиг. 19, которая включает фиг. 19а и 19Ь, представлена схема блока 1900 фазовой последовательности в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 1900 фазовой последовательности принимает входные сигналы 1902, 1904 с выхода счетчика РСС, входной сигнал 1906 фазы А модулятора, входной сигнал 1908 фазы В модулятора и входной сигнал 1910 фазы С модулятора.
Выходные сигналы блока 1900 фазовой последовательности включают множество выходных сигналов 1912 повышения и понижения фазы.
Блок 1900 фазовой последовательности принимает множество возбуждающих сигналов управления фазой и позволяет менять местами две фазы для получения обратной фазовой последовательности (то есть АВС вместо СВА). В одном из примеров осуществления настоящего изобретения может быть реализована заранее заданная фазовая последовательность, что позволяет опустить рассматриваемый блок.
На фиг. 20, которая включает фиг. 20а, 20Ь и 20с, представлена схема еще одного примера блока 2000 генератора широтно-импульсной модуляции (РАМ) в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2000 генератора широтно-импульсной модуляции (РАМ) (представляющий двухфазный сигнал 4ц0) использует две фазы для вычисления изменения времен переключения с использованием матричных коэффициентов усиления. Два новых модулятора, А и В, используют для генерации последовательности импульсов. Генерация последовательности импульсов основана на сравнении с выходным сигналом несущей (модулятором). Некоторые вентили удерживают во открытом/запертом положении на основе выбора области (селектором вектора).
Блок 2000 модулятора РАМ принимает входной сигнал 2002 области, входной сигнал 2004 индекса модуляции фундаментальной частоты и входной сигнал 2006 флага действительности данных. Также принимают входной сигнал 2008 с выхода счетчика несущей и входной сигнал 2010 минимального значения счетчика импульсов. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения входной сигнал 2004 индекса модуляции фундаментальной частоты, принимаемый блоком 2000 модулятора РАМ, может включать выходной сигнал индекса модуляции фундаментальной частоты из блока формирования двухфазного синусоидального и косинусоидального сигнала в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.
Блок 2000 модулятора РАМ формирует команды, которые могут использоваться для управления инверторами 208 (фиг. 2). Примеры выходных сигналов, формируемых блоком 2000 модулятора РАМ, включают выходной сигнал 2012 команды А, выходной сигнал 2014 команды В и выходной сигнал 2016 команды С.
На фиг. 21 представлена схема блока 2100 селектора матричного коэффициента усиления в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2100 селектора матричного
- 9 027097 коэффициента усиления принимает выходной сигнал области, указывающий на область цикла отпирания вентилей. Выходные сигналы блока 2100 селектора матричного коэффициента усиления включают матричные коэффициенты усиления, применяемые для вычисления сигналов модуляторов А и В. Матричный коэффициент усиления используют совместно с сигналами А и В области и синхронизации для вычисления необходимого времени переключения вентилей, которые не удерживаются во включенном/выключенном положении.
На фиг. 22 представлена схема блока 2200 вычисления модулятора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Входные сигналы в блоке 2200 вычисления модулятора включают выходные сигналы из блока 2100 селектора матричного коэффициента усиления, синусоидальный и косинусоидальный сигналы (альфа и бета), а также флаг действительности данных для синхронизации вычислений и максимальные значения счетчика для масштабирования. Выходные сигналы блока 2200 вычисления модулятора включают два модулятора, используемые для генерации импульса широтно-импульсной модуляции (Р\УМ) для вентилей инверторов.
На фиг. 23 представлена схема блока 2300 Р^М-модуляции в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2300 Р^М-модуляции может использоваться совместно с примером блока 1900 генерации Р\УМ. продемонстрированного на фиг. 19. Блок 2300 Р^М-модуляции принимает входной сигнал 2302 несущей, входной сигнал-модулятор 2304 А и входной сигналмодулятор 2306 В. Блок 2300 Р^М-модуляции выдает первый относительный выходной сигнал 2308, инвертированный первый относительный выходной сигнал 2310, второй относительный выходной сигнал 2312, инвертированный второй относительный выходной сигнал 2314. Реализация блока 2300 Р\УМмодуляции, продемонстрированная на фиг. 23, генерирует четыре командных импульса, используемых при генерации команды отпирания вентилей инвертора, в сочетании с селектором области в блоке выбора вектора.
На фиг. 24 представлена схема блока 2400 выбора вектора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2400 выбора вектора генерирует командные сигналы Р^М, которые могут быть использованы для управления отпиранием вентилей при переключении инверторов. На основании состояния блока выбора области, команды отпирания вентилей удерживают либо в запертом, либо в открытом положении, или модулируют на основании входных сигналов Р\УМмодулятора, для получения необходимого выходного напряжения. В данной реализации показано разбиение цикла выходного сигнала на шесть различных областей, в результате чего для каждого из вентилей инвертора получаются открытые/запертые периоды по 60°. Могут быть внесены изменения для обеспечения другого количества применяемых областей. В результате достигается гибкое управление продолжительностью открытого или запертого положения вентилей. Требуемая продолжительность может выбираться на основании необходимого профиля гармоник выходного напряжения, или исходя из необходимости удаления некоторых гармоник из токов нагрузки или из выходного напряжения.
На фиг. 25 представлена схема блока формирования сигнала отпирания с удалением гармоник в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2500 отпирания вентилей с удалением гармоник принимает входной сигнал 2502 индекса модуляции и генерирует выходной сигнал 2504 значения угла отпирания вентилей инвертора.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения в каждом цикле выходного сигнала напряжения фундаментальной частоты вычисляют углы отпирания вентилей инвертора. Кроме того, вычисление углов может не зависеть от цикла фундаментальной частоты. Частота выходного напряжения может быть изменена после окончания полного цикла выходной фундаментальной частоты. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения углы отпирания вентилей инвертора могут вычисляться на основании функции приближения четвертого порядка. Могут использоваться приближения других порядков в зависимости от точности, необходимой в конкретном применении. Аппроксимация четвертого порядка основана на отклонении угла отпирания вентилей инвертора в зависимости от индекса модуляции.
В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения углы отпирания вентилей инвертора могут быть симметричными относительно 90° для обеспечения четвертьволновой симметрии. Например, могут быть использованы углы 0<£а1<Та2<£а3<..<90 в случае управления на основе удаления гармоник напряжения. Следующие углы могут быть использованы в случае управления на основе минимизации гармоник тока: 0<£а1<Та2<£а3<..<60. В одном из примеров, где частота импульсов обеспечивает 10-30 отпираний вентилей за цикл выходной фундаментальной частоты, может быть построен автомат состояний с 30 различными состояниями. Количество состояний связано с основной частотой переключения системы. Последовательность отпирания вентилей инвертора может определяться заранее и вычисляется как последовательность событий отпирания вентилей инвертора. Каждое событие отпирания может быть представлено в упомянутом автомате состояний как отдельное состояние.
На входе в каждое состояние может вычисляться временная задержка, в циклах тактового сигнала, относительно следующего состояния (события) отпирания вентилей инвертора. Временная задержка для загрузки в таймер может быть вычислена как разность между новым временем и старым временем. Мо- 10 027097 жет загружаться количество изменений состояния таймера отпирания вентилей инвертора, при этом выбранные устройства могут быть открыты, если нет запрета на отпирания вентилей. При необходимости может осуществляться компенсация времени запаздывания.
Коэффициенты уравнения могут вводиться в виде вектора, при этом для соответствующей степени уравнения может выбираться соответствующий элемент вектора. Угол отпирания вентилей инвертора выбирают на основе местоположения области опорного вектора. В случае управления на основе минимизации гармоник тока и двух углов отпирания вентилей инвертора, пример последовательности может выглядеть следующим образом: 0 - (0+£а1) - (0+£а2) - (60-£а2) - (60-£а1) - 60 - (60+£а1) - (60+£а2) -(120-£а2) (120-£а1) - 120 и т.п., где 360 и 0 является одновременно и началом, и концом цикла. Такая же симметрия применима в других случаях и для отличающегося количества углов отпирания вентилей инвертора. Симметрия в случае удаления гармоник напряжения присутствует относительно 90, 180, 270 и 360 для каждой фазы, вместо описанных выше 60°. Минимизация или удаление может достигаться при произвольном выборе угла удержания (90°, например, может быть заменено на 45°, 60° - на 30°, в альтернативных примерах осуществления настоящего изобретения и т.п., в зависимости от количества гармоник, которые необходимо удалить/минимизировать).
На фиг. 26 представлена схема блока вычисления угла отпирания вентилей инвертора для первого состояния в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2600 вычисления первого состояния принимает входной сигнал 2602 углов отпирания вентилей инвертора и формирует выходной сигнал 2604 первого угла отпирания вентилей инвертора.
На фиг. 27 представлена схема блока вычисления второго состояния в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2700 вычисления второго состояния принимает входной сигнал 2702 углов отпирания вентилей инвертора и формирует выходной сигнал 2704 первого угла отпирания вентилей инвертора.
Схемы, показанные на фиг. 26 и 27, могут обеспечивать выходные сигналы в соответствии с конкретными последовательностями, необходимыми для переключения. Один из примеров последовательности включает 0+РЛ1, 0+РЛ2, ..., 0+РЛи, 60-РЛ1, 60-РЛ2, ..., 60-РЛи, 60, 60+РЛ1, 60+РЛ2, ..., 60+РЛи, ..., 120-РЛ1, 120-РЛ2, ..., 120-РЛи, 120, 120+РЛ1, ... с симметрией относительно 0, 60, 120, 180, 240, 300, 360 (0). В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения возможны и другие варианты симметрии в зависимости от метода, используемого для вычисления углов отпирания вентилей инвертора. Другим примером способа является удаление гармоник выходного напряжения, который может иметь симметрию относительно 90°, 180° и т.п., но только для каждой фазы, так как различные фазы могут переключаться раньше. Ограничение основных углов переключения диапазоном 0-60° позволяет упростить настоящее изобретение, поскольку выходной сигнал имеет одну фазу, удерживаемую на протяжении относительно длинных периодов времени (по меньшей мере 60°). Отличие может быть в том, что для выбора выходной последовательности векторов могут применяться вычисления, а не подход с использованием таблицы поиска, описанный в настоящем документе, поскольку потребуется сначала определить следующую фазу для переключения на основе выбора минимальной фазы из всех фаз.
На фиг. 28 представлена диаграмма состояний, необходимая для демонстрации работы схемы отпирания вентилей с удалением гармоник в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Схема 2800 состояний включает исходное состояние 2802. В исходном состоянии 2802 инициализируют переменную счетчика и флаг переполнения счетчика. При поступлении сигнала разрешения счета, переходят в состояние 2804 счета. В состоянии 2804 счета счетчик инкрементируют.
Если переменная счетчика больше или равна переменной с максимальным значением счетчика, переходят в состояние 2806 удержания. При поступлении сигнала разрешения счета в состоянии 2806 удержания переходят в конечное состояние 2808, если переменная счетчика больше или равна переменной максимального значения счетчика. В конечном состоянии 2808 флаг переполнения счетчика устанавливают равным логической 1. Из конечного состояния 2808 переходят в состояние 2810 повторной инициализации, в котором переменную счетчика устанавливают в значение логической 1, а флаг переполнения счетчика устанавливают в значение логического 0. Из состояния 2810 повторной инициализации переходят в состояние 2804 счета при поступлении сигнала разрешения счета. Из состояния 2806 удержания повторно переходят в состояние 2804 счета, в соответствии с изображением блок-схемы 2800 состояний, если переменная счетчика меньше или равна переменной максимального значения счетчика. В примерах осуществления настоящего изобретения могут использоваться различные автоматы состояний с фиксированным количеством состояний, если в приложениях с одним набором углов отпирания вентилей инвертора отсутствует необходимость изменять количество углов отпирания вентилей инвертора.
На фиг. 29 представлена схема блока 2900 генерации удлиненного импульса в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 2900 генерации удлиненного импульса может принимать выходной сигнал импульса А, выходной сигнал импульса В или выходной сигнал импульса С. Кроме того, реализация блока 2900 генерации удлиненного импульса может применяться для каждого из выходов Р\УМ блока Р^М-модуляции в соответствии с одним из примеров осуществления
- 11 027097 настоящего изобретения.
Блок 2900 генерации удлиненного импульса принимает сигнал 2902 входного импульса и сигнал 2904 минимального значения счетчика импульсов. Эти входные сигналы могут приниматься, например, от основного СРи/модуля управления, внешних по отношению к схеме управления инвертором. Сигнал 2902 входного импульса доставляют в блок 2906 запуска по любому фронту. Логику блока 2900 генерации удлиненного импульса используют для формирования сигнала удлинения импульса. Команды Р\УМ. принимаемые блоком 2900 генерации удлиненного импульса, удлиняют до достижения ими требуемой временной длительности, исходя из требований к разработке системы.
На фиг. 30 представлена схема блока 3000 удлинения времени запаздывания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 3000 удлинения времени запаздывания принимает командный сигнал 3002 фазы А, положительный сигнал 3004 времени запаздывания и отрицательный сигнал 3006 времени запаздывания. Эти входные сигналы могут приниматься от основного СРи/модуля управления, внешнего по отношению к схеме управления инвертором, в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Логика блока 3000 удлинения времени запаздывания формирует команду 3006 АР и команду 3008 ΑΝ.
Команды Р\УМ, принимаемые блоком 3000 удлинения времени запаздывания, имеют время запаздывания, добавленное между положительной и отрицательной командами в каждой фазе работы.
Продолжительность добавляемого времени запаздывания может меняться в зависимости от индивидуальных требований к разработке системы.
На фиг. 31, которая включает фиг. 31а и 31Ь, представлена схема блока 3100 вставки времени запаздывания в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Блок 3100 вставки времени запаздывания принимает множество сигналов отпирания вентилей с управлением фазой, положительные и отрицательные выходные сигналы счетчиков, при этом он вставляет время запаздывания между отпиранием различных вентилей инверторов для предотвращения короткого замыкания на выходе инвертора. Выходные сигналы этого блока представляют собой множество команд отпирания вентилей инвертора с управлением фазой. Блок 3100 вставки времени запаздывания принимает множество входных сигналов 3102 повышения и понижения фазы. Множество мультиплексоров 3104 применяют для выбора множества выходных сигналов 3106 повышения и понижения фазы. Дополнительно множество мультиплексоров 3108 применяют для выбора множества выходных сигналов 3110 повышения и понижения фазы.
На фиг. 32 представлена схема с изображением управляющей структуры, которая включает схему управления инвертором в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Упомянутая управляющая структура обозначена в целом позицией 3200. Управляющая структура 3200 включает основной СРИ 3202/модуль управления. Основной СРИ 3202/модуль управления может выполнять набор функций управления относительно схемы управления инвертором. Например, основной СРи 3202/модуль управления может вычислять значения опорного счетчика и счетчика частоты переключения. Кроме того, основной СРИ 3202/модуль управления может обеспечивать регулировку напряжения и может линейно повышать или понижать частоту управляющего сигнала. Основной СРИ 3202/ модуль управления может также выполнять переход в режим прямоугольного сигнала.
Основной СРИ 3202/модуль управления принимает несколько входных сигналов. В соответствии с фиг. 32 примеры входных данных, которые может принимать основной СРИ 3202/модуль управления, включают опорный сигнал скорости, сигнал В/Г ц, количество полюсов, тактовую частоту РРОА, идентификатор карты и напряжение линии постоянного тока.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения основной СРИ 3202/модуль управления выполнен с возможностью подачи определенного количества входных сигналов в схему управления инвертором на РРОА 3204. Примеры данных, которые могут подаваться в схему управления инвертором, включают данные счетчика несущей, данные счетчика модулятора, данные индекса модуляции, данные указателя модуляции третьей гармоники, данные минимальных значений счетчиков включения/отключения и данные счетчика времени запаздывания. Кроме того, основной СРИ 3202/модуль управления может обеспечивать для схемы управления инвертором набор индикаторных флагов. Примеры индикаторных флагов, которые могут подаваться в схему управления инвертором, включают глобальный флаг разрешения, флаги разрешения переключения, флаг режима Р\УМ, флаг режима прямоугольного сигнала и флаг согласования передачи данных.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения сигнал несущей генерируют с использованием реверсивного счетчика. Максимальное значение упомянутого счетчика может быть функцией частоты тактового сигнала РРОА 3204, мультиплексирования по времени или необходимой частоты несущей. Сигнал модулятора может храниться в виде ЬИТ с фиксированным количеством позиций, например 2048 отдельных позиций. Данные сигнала модулятора, хранимые в ШТ, могут соответствовать синусоидальной волне с единичной амплитудой. При этом данные сигнала модулятора могут храниться в виде 16-битных чисел с фиксированной точкой с масштабом 4096 (12 бит). Специалистам в настоящей области техники понятно, что увеличение количества позиций в ЬИТ уменьшает потенциальную погрешность сигнала, формируемого на основе данных, хранимых в этой ЬИТ.
- 12 027097
Счетчик модулятора может быть использован для определения периода времени, после которого в качестве выходного сигнала будет использовано следующее число из таблицы поиска с синусоидальным сигналом. Это может осуществляться в виде функции тактовой частоты РРСА 3204, мультиплексирования по времени, длины ШТ и частоты выходного сигнала. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения данные значений сигнала, соответствующие данным модификатора третьей гармоники, получают из ШТ, в которой используют те же данные, что и применяемые для получения данных сигнала модулятора. При этом данные третьей гармоники могут быть определены с использованием указателя ШТ, который меняется в три раза быстрее, чем опорный сигнал фундаментальной частоты, используемый для получения данных значений сигнала для упомянутого модулятора.
Данные синусоидальной волны после их получения из ШГ могут быть умножены на индекс модуляции. Затем вычисленные модуляторы А и В могут сравниваться с сигналом несущей для формирования выхода РАМ. Минимальный импульс включения/выключения может применяться, чтобы гарантировать, что все импульсы включения/выключения, меньшие чем определенное значение, будут преобразованы в импульс с определенным значением длительности. Например, если минимальная длительность импульса составляет 34 мкс, то все импульсы короче 34 мкс преобразуют в импульсы с длительностью 34 мкс. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения импульсы для верхнего и нижнего вентилей получают после введения времени запаздывания, равного определенному значению.
Для синхронизации работы схемы инвертора на РРСА 3204 с основным СРИ 3202/модулем управления может использоваться флаг действительности данных. Каждый входной сигнал для схемы управления инвертором на РРСА 3204 может двукратно буферизоваться, за исключением упомянутого флага, который является непосредственным. В конце каждого цикла фундаментальной частоты РРСА 3204 считывает входные буферы и устанавливает флаг действительности данных в ноль. РРСА 3204 забирает новые значения, только если цикл фундаментальной частоты завершен и флаг действительности данных снова установлен в единицу.
На фиг. 33 представлена таблица с иллюстрацией использования флагов инвертора в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Таблица обозначена в целом позицией 3300.
В одном из примеров осуществления настоящего изобретения опорная скорость представлена в виде 16-битного целого без значка. Она может линейно расти с задаваемым темпом. В качестве примера опорная скорость может увеличиваться на 10 об/мин на каждом шаге. Опорная скорость может быть преобразована в частотную команду с использованием упомянутого количества полюсов.
Команда напряжения может быть вычислена с использованием В/Гц - характеристики нагрузки двигателя. Команда напряжения может быть непосредственно преобразована в команду индекса модуляции с использованием напряжения линии постоянного тока, если, например, фактическая обратная связь по напряжению отсутствует. При этом при наличии обратной связи может использоваться регулятор с замкнутым контуром. Флаг режима прямоугольной волны может быть установлен, если индекс модуляции больше, чем определенное значение, например 7,5.
Если частота ниже определенного значения, например 7,6 Гц, может быть установлен флаг асинхронной РАМ, при этом частота переключения может быть установлена соответствующим образом. В противном случае отношение частоты переключения к фундаментальной частоте может изменяться в соответствии с определенной последовательностью, например 129, 81, 51, 33, 21 и 15. Эти значения выбирают для удержания частоты переключения в диапазоне между 1000 и 1,575 Гц с минимизацией переключения передач.
Команда опорной частоты может использоваться для вычисления значения счетчика модулятора. Команда частоты переключения может использоваться для вычисления значения счетчика несущей.
На фиг. 34 представлен алгоритм способа формирования сигналов для управления электронным устройством в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. В блоке 3402 процесс начинается. В блоке 3404 применяют ЬиТ для получения данных значений первого сигнала, соответствующих данным модификатора для многофазного опорного сигнала. Вторые данные значений сигнала, соответствующие данным модификатора для многофазного опорного сигнала получают как показано в блоке 3406. В блоке 3408 данные модификатора суммируют с опорным сигналом для получения модифицированного опорного сигнала.
Множество управляющих сигналов генерируют из упомянутого модифицированного опорного сигнала в соответствии с изображением блока 3410. Процесс заканчивается в блоке 3412. Управляющие сигналы могут использоваться как основа для управления одним или более электронными устройствами, например, инверторами, питающими двигатели переменного тока или иные двигатели для перемещения транспортного средства по маршруту.
На фиг. 35 представлен алгоритм способа управления электронным устройством в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Упомянутое электронное устройство может включать множество инверторов, подающих питание через множество вентилей. Процесс начинается в блоке 3502. Определяют, как изображено в блоке 3504, последовательность отпирания вентилей инвертора, соответствующую одной из множества областей цикла отпирания вентилей инвертора. Последовательность отпирания вентилей инвертора определяет, в каком состоянии, включенном или выключенном,
- 13 027097 удерживают каждый из вентилей, подающих питание на инверторы, в течение соответствующей области отпирания вентилей. В блоке 3506 формируют управляющие сигналы для упомянутых вентилей на основе упомянутой последовательности отпирания вентилей. Эти управляющие сигналы применяют к инверторам в соответствии с изображением блока 3508. В блоке 3510 процесс завершается.
На фиг. 36 представлен алгоритм способа формирования сигналов для управления электронным устройством в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. Процесс начинается в блоке 3602. В блоке 3604 применяют ЬИТ для получения данных значений сигнала для многофазного опорного сигнала. Ту же ЬИТ затем применяют для получения данных значений сигнала, соответствующих данным гармоник упомянутого многофазного опорного сигнала, как показано в блоке 3606. В блоке 3608 упомянутые данные гармоник вводят в упомянутый многофазный опорный сигнал для формирования опорного сигнала гармоник. Из упомянутого опорного сигнала гармоник генерируют множество управляющих сигналов в соответствии с изображением блока 3610. Процесс заканчивается в блоке 3612.
Различные примеры осуществления настоящего изобретения могут обеспечивать определенные преимущества. Например, применение сигналов синхронизации и одной общей ЬИТ для формирования модулятора обеспечивает более эффективное использование ресурсов в реализациях схемы управления инвертором на РРСА. Кроме того, примеры осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы во множестве различных систем с отличающимися требованиями к частотам выходного сигнала или частотам переключений, основанными на аппаратных ограничениях. Упрощение системы обеспечивает возможность повысить напряжение сигнала отпирания вентилей, а также позволяет осуществлять избирательное введение данных третьей гармоники или нулевой последовательности с применением общей ЬИТ. Примеры осуществления настоящего изобретения обеспечивают также гибкость, позволяющую применять различное количество циклов тактовой частоты РРСА для управления генерацией сигнала.
Технический эффект, обеспечиваемый вариантами осуществления настоящего изобретения, заключается в генерации сигналов для управления одним или более электронными устройствами, например инверторами, питающими двигатели переменного тока или иные двигатели для перемещения транспортного средства по маршруту, или для других целей управления транспортным средством.
Следует понимать, что приведенное выше описание призвано служить иллюстрацией, а не ограничением. Например, описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения (и/или их отдельные аспекты) могут быть использованы в комбинации друг с другом. Кроме того, может быть выполнено множество модификаций для адаптации концепции настоящего изобретения к конкретной ситуации или к конкретному материалу, без выхода за его рамки. Несмотря на то, что в настоящем документе для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения могли быть описаны размеры и типы материалов, они никоим образом по своей сути не являются ограничивающими, а лишь иллюстративными. При прочтении приведенного выше описания могут стать очевидными другие варианты осуществления настоящего изобретения.
Соответственно, объем настоящего изобретения определяется приложенной формулой изобретения, в рамки которой попадают все эквиваленты.
В приложенной формуле изобретения термины включает и где использованы как упрощенные наименования соответствующих терминов охватывает и в котором. Кроме того, в приведенной ниже формуле изобретения термины первый, второй, третий, высший, низший, вершина, верх, низ и т.п. использованы исключительно как обозначения и не предназначены для наложения числовых или позиционных ограничений на их объекты. В соответствии с настоящим документом элемент или шаг, упомянутый в единственном числе, и которому предшествует выражение один или один из, следует понимать, как не исключающий множественности упомянутых элементов или шагов, если только на подобное исключение явно не указано. Кроме того, ссылки на один из вариантов осуществления настоящего изобретения не следует интерпретировать как исключающие существование дополнительных вариантов его осуществления, также включающих перечисленные отличительные особенности. При этом, если явно не указано обратное, варианты осуществления настоящего изобретения охватывающие, включающие или имеющие элемент или множество элементов с какими-либо свойствами могут дополнительно включать подобные элементы, не обладающие этими свойствами.
Поскольку в описанных выше системе и способе управления могут быть осуществлены определенные изменения без выхода за рамки настоящего изобретения, предложенного в настоящем документе, необходимо понимать, что содержимое приведенного выше описания и иллюстрации приложенных чертежей следует интерпретировать исключительно как примеры концепции изобретения, предложенного в настоящем документе, и их не следует считать ограничением настоящего изобретения.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ (3400) формирования управляющих сигналов для управления одним или более электронными инверторами, в котором
    - 14 027097 выполняют итерации (3404) по таблице поиска последовательно в соответствии с первой последовательностью итераций для получения значений сигнала для многофазного опорного сигнала, где таблица поиска хранит положения областей отпирания инверторов, определяющие, открыты или заперты инверторы в каждой области;
    выполняют итерации по таблице поиска последовательно в соответствии со второй последовательностью итераций для получения (3406) значений сигнала, соответствующих данным гармоник для упомянутого многофазного опорного сигнала;
    складывают (3408) упомянутые данные гармоник с упомянутым многофазным опорным сигналом для получения опорного сигнала гармоник и генерируют (3410) множество управляющих сигналов из упомянутого опорного сигнала гармоник.
  2. 2. Способ по п.1, в котором упомянутые данные гармоник содержат данные нулевой последовательности.
  3. 3. Способ по п.1, в котором упомянутые данные гармоник получают с применением метода минимакса.
  4. 4. Способ по п.1, в котором осуществляют доступ к различным позициям таблицы поиска с использованием указателя, соответствующего сдвигу фазы упомянутого опорного сигнала, для получения упомянутых значений сигнала, соответствующих данным гармоник.
  5. 5. Способ по п.1, в котором выполняют синхронизацию упомянутого множества управляющих сигналов на основе сигнала синхронизации, принимаемого от внешнего процессора.
  6. 6. Способ по п.1, в котором опорный сигнал гармоник создают с использованием двухуровневого преобразователя.
  7. 7. Способ по п.1, в котором опорный сигнал гармоник создают с использованием трехуровневого преобразователя.
  8. 8. Способ по п.1, в котором представляют указанное множество управляющих сигналов в виде состояния автомата состояний.
  9. 9. Система (200) управления инвертором, содержащая носитель (302) данных, в котором хранится таблица поиска, содержащая положения областей отпирания инверторов, определяющие, открыты или заперты инверторы в каждой области; и схему (300) управления, выполненную с возможностью выполнения итераций по таблице поиска последовательно в соответствии с первой последовательностью итераций для получения значений сигнала для многофазного опорного сигнала;
    выполнения итераций по таблице поиска последовательно в соответствии со второй последовательностью итераций для получения значений сигнала, соответствующих данным гармоник для упомянутого многофазного опорного сигнала;
    сложения упомянутых данных гармоник с упомянутым многофазным опорным сигналом для получения опорного сигнала гармоник и генерации множества управляющих сигналов из упомянутого опорного сигнала гармоник для управления одним или более инверторами согласно способу по любому из пп.1-8.
  10. 10. Система по п.9, в которой упомянутые данные гармоник содержат данные нулевой последовательности.
  11. 11. Система по п.9, в которой упомянутая схема (300) управления содержит двухуровневый преобразователь, который выполнен с возможностью создавать упомянутый модифицированный опорный сигнал.
  12. 12. Система по п.9, в которой упомянутая схема (300) управления содержит трехуровневый преобразователь, который выполнен с возможностью создавать упомянутый модифицированный опорный сигнал.
  13. 13. Система по п.9, в которой упомянутая схема (300) управления содержит автомат состояний, который выполнен с возможностью представлять упомянутое множество управляющих сигналов в виде состояний.
  14. 14. Система (200) электропитания для транспортного средства (100), содержащая множество инверторов (208);
    множество электронных устройств (210), запитанных посредством инверторов (208); и систему управления инвертором по любому из пп.9-13 для управления упомянутым множеством инверторов с помощью множества управляющих сигналов.
EA201290124A 2009-10-02 2010-10-01 Система и способ управления электронным устройством EA027097B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/572,950 US8405250B2 (en) 2009-10-02 2009-10-02 Electronic device control system and method
PCT/US2010/051084 WO2011041651A2 (en) 2009-10-02 2010-10-01 Electronic device control system and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201290124A1 EA201290124A1 (ru) 2013-04-30
EA027097B1 true EA027097B1 (ru) 2017-06-30

Family

ID=43719523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201290124A EA027097B1 (ru) 2009-10-02 2010-10-01 Система и способ управления электронным устройством

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8405250B2 (ru)
EP (1) EP2484000B1 (ru)
CN (1) CN102577076B (ru)
AU (1) AU2010300432B2 (ru)
BR (1) BR112012007255A2 (ru)
EA (1) EA027097B1 (ru)
WO (1) WO2011041651A2 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769669B (zh) * 2016-08-23 2024-05-07 瑞萨集成电路设计(北京)有限公司 一种脉冲宽度调制信号的输出装置及方法
CN108173420A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 无锡市优利康电气有限公司 一种最小电流谐波pwm实现方法
CN109088641B (zh) * 2018-07-04 2020-04-28 华南理工大学 一种基于fpga的数字接收机系统及射频模数转换方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5735782A (en) * 1980-08-12 1982-02-26 Matsushita Electric Works Ltd Clock with voice synthesizing section
JPS62268396A (ja) * 1986-03-19 1987-11-20 コ−ネ・エレベ−タ−・ゲ−エムベ−ハ− 交流モ−タ給電用３相インバ−タの基準電圧形成方法及び装置
US20020074969A1 (en) * 2000-08-21 2002-06-20 Jonathan Sidney Edelson PWM motor drive apparatus with increase of low speed capability
EP1811641A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-25 ABB Oy Method for starting pulse width modulation
EP2017952A1 (en) * 2006-05-09 2009-01-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor drive device and motor drive device control method
US20090067203A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-12 Sibaprasad Chakrabarti Three phase inverter with improved loss distribution

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3248321B2 (ja) 1993-11-10 2002-01-21 富士電機株式会社 ３レベルインバータの制御回路
US6510063B2 (en) * 2000-05-30 2003-01-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric power conversion optimized for efficient harmonic elimination
US7376182B2 (en) * 2004-08-23 2008-05-20 Microchip Technology Incorporated Digital processor with pulse width modulation module having dynamically adjustable phase offset capability, high speed operation and simultaneous update of multiple pulse width modulation duty cycle registers
US7554372B1 (en) * 2005-08-14 2009-06-30 National Semiconductor Corporation Digital dead-time controller for pulse width modulators
US20100290258A1 (en) * 2009-05-17 2010-11-18 CapTech Development Corporation Inverter Topology For Improved Efficiency And Reduced Harmonic Distortion

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5735782A (en) * 1980-08-12 1982-02-26 Matsushita Electric Works Ltd Clock with voice synthesizing section
JPS62268396A (ja) * 1986-03-19 1987-11-20 コ−ネ・エレベ−タ−・ゲ−エムベ−ハ− 交流モ−タ給電用３相インバ−タの基準電圧形成方法及び装置
US20020074969A1 (en) * 2000-08-21 2002-06-20 Jonathan Sidney Edelson PWM motor drive apparatus with increase of low speed capability
EP1811641A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-25 ABB Oy Method for starting pulse width modulation
EP2017952A1 (en) * 2006-05-09 2009-01-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor drive device and motor drive device control method
US20090067203A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-12 Sibaprasad Chakrabarti Three phase inverter with improved loss distribution

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010300432A1 (en) 2012-04-26
EP2484000B1 (en) 2016-09-21
US20110080041A1 (en) 2011-04-07
CN102577076B (zh) 2015-07-29
WO2011041651A2 (en) 2011-04-07
BR112012007255A2 (pt) 2019-09-24
US8405250B2 (en) 2013-03-26
EP2484000A2 (en) 2012-08-08
EA201290124A1 (ru) 2013-04-30
AU2010300432B2 (en) 2016-05-19
WO2011041651A3 (en) 2011-05-26
CN102577076A (zh) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102545763B (zh) 调整脉宽调制（pwm）波形占空比的方法、系统和设备
CN102624319B (zh) 控制三次谐波电压的方法、系统和设备
CN102195553B (zh) 用于五相机过调制的方法、系统和设备
CN102195550B (zh) 优化多相设备中第三次谐波电流引入的方法、系统和装置
US8817499B2 (en) Control method and system for reducing the common-mode current in a power converter
US7558089B2 (en) Method and apparatus for space vector modulation in multi-level inverters
KR101077721B1 (ko) 전력 변환 장치
EP2159909A1 (en) Ac motor drive controller
EP3706309A1 (en) Rotary electric machine control device
CN108966682B (zh) 逆变器控制装置
WO2004036755A2 (en) Space vector pwm modulator for permanent magnet motor drive
US8583265B1 (en) Methods, systems and apparatus for computing a voltage advance used in controlling operation of an electric machine
US5914984A (en) Method and device for pulse width modulation control
JP6208089B2 (ja) ３レベル三相インバータの駆動制御装置
Wang et al. A novel lookup table based direct torque control for OW-PMSM drives
US8400016B2 (en) Electronic device control system and method
EA027097B1 (ru) Система и способ управления электронным устройством
CN112534709A (zh) 旋转电机控制装置
CN114946116A (zh) 旋转电机控制装置
JP2004304868A (ja) モーター制御装置
Loh et al. Reduced common mode carrier-based modulation strategies for cascaded multilevel inverters
US7880428B2 (en) Controller for induction motor
CN111373646B (zh) 电力变换器控制装置
US8829827B2 (en) Methods, systems and apparatus for controlling operation of an electric machine in an overmodulation region
US20110080193A1 (en) Electronic device control system and method