[发明专利]双方向升降压型逆变器装置的控制方法

权利要求书

1.针对一个由直流电源1、稳压蓄能电容2、直流电源电压检测器3、输出电流传感器4、直流电感5、升降压IGBT半桥电路6、直流母线稳压电容7、直流母线电压检测器8和直流双方向升降压控制单元13所组成的直流双方向升降压装置，分别利用电压检测器3、电流传感器5和分流器8采样直流电源1电压V_b、直流电源1输出电流i_b和直流母线电压V_dc，建立一个具有高速电流控制内环的直流母线电压PI控制系统，其特征为上述控制系统独立于电机控制系统和电机种类，通过控制直流电源1输出电流i_b为直流母线电压PI控制计算所得到的电流指令值，从而稳定直流母线工作在预先指定的工作电压的一种控制方法。

2.针对一个由直流母线稳压用电容7、直流母线电压检测器8、IGBT功率开关电路9、电流检测用电流传感器10、位置速度传感器12和逆变器控制单元14构成的逆变装置，分别利用直流母线电压检测器8、电流传感器10和位置速度传感器12测量采样三相输出电流i_u、i_v、i_w和电机转子位置速度信号ω_r，建立一个可以实时控制电机输出转矩的矢量控制系统，其特征为按照上位控制器15传来的定速巡航模式、紧急刹车模式等模式命令和转速、转矩指令值以及起动/停止命令，控制电机工作在电动机、发电机或者紧急制动状态，并可随时从电动机或发电机状态快速切换至紧急制动状态，同时在电机工作在电动机或发电机状态时可以控制电机输出转矩的一种控制方法。

3.针对上述权利要求(1)和权力要求(2)所描述的直流双方向升降压装置和逆变装置以及上位控制单元15构成的双方向升降压逆变装置，根据采集到的外部信息，生成加减速指令、起动停止指令、电机输出转矩指令或旋转速度指令，以及定速巡航模式、紧急刹车模式等模式命令，控制直流双方向升降压装置控制单元和逆变器控制单元的一种控制方法。

4.上述权利要求(1)中电流控制环内加入电流限制值，其上下限制值根据蓄电池等直流电源电压和工作状态从上位控制器直接给出，或读取预先存贮在记忆单元中的数值，以实现蓄电池等直流电源工作时的电压电流管理方法，以及保护蓄电池过充放电的保护方法。

5.上述权利要求(1)中，利用采样得到直流电源电流i_b的时间变动差分计算得到直流电感5的电压降V_L，加上采样得到蓄电池等直流电源电压V_b，减去通过蓄电池等直流电源电流PI反馈控制计算得到的控制电压V_Ctrl，最终得到半桥输出电压V_PWM后，用V_PWM除以直流母线电压计算得出半桥电路开关占空比的一种占空比计算方法。

6.上述权利要求(2)中逆变装置的电流控制环内加入电流限制值，其特征为与权利要求(4)中的蓄电池电流限制值联动，以控制电机最大输入/输出功率与蓄电池等直流电源的最大输出/输入功率相等的保护方法。

7.上述权利要求(2)中逆变装置根据上位控制单元传来的定速巡航模式的开关信号，以决定使用转速PI运算得到的转矩指令值或者使用上位控制单元传来的转矩指令值来控制次级逻辑计算用指令值的一种模式切换方法。

8.上述权利要求(2)中逆变装置的矢量控制逻辑运算中，按照上位控制单元所传来的紧急制动命令，将旋转坐标系相位角θ指定为一个固定的刹车角θ_bk，同时，指定此时的转矩电流指令值为零，励磁电流指令值指定为紧急刹车电流I_bk的紧急制动控制方法。

9.上述权利要求(1)和权力要求(2)中直流双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14由同一个运算用CPU构成，该CPU的控制软件同时包括了上述直流双方向升降压装置和逆变装置的控制运算逻辑和保护功能的一种控制系统构成方法。

10.上述权利要求(1)和权力要求(2)中采样周期和控制运算周期分别为各自的开关器件的载波周期的一半，或与载波周期相同，或者是载波周期的整数倍的采样与逻辑运算方法。

11.上述权利要求(1)和权力要求(2)中的直流双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14，在上位控制单元15暂停工作指令时，分别停止PWM发波并停止整个装置的IGBT开关动作的一种节能运行控制方法。