[发明专利]低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核

权利要求书

1.低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，可在大功率三相交流异步电机控制系统中完成如下的调制方式：异步调制、九脉冲同步调制、七脉冲A同步调制、七脉冲B同步调制、五脉冲A同步调制、五脉冲B同步调制和三脉冲同步调制；其特征在于，所述软核中：AD控制模块01与AD转换器、双端口RAM控制模块03相连；基于FPGA的双端口RAM02与浮点DSP、双端口RAM控制模块03相连；双端口RAM控制模块03与AD控制模块01、基于FPGA的双端口RAM02、扇区判断模块04、调制切换方式管理模块05相连；扇区判断模块04与调制方式切换管理模块05、双端口RAM控制模块03相连；调制方式切换管理模块05与扇区判断模块04、双端口RAM控制模块03、异步调制时间计算模块06、矢量作用角度计算模块07相连；矢量作用角度计算模块07与调制方式切换管理模块05、时间的归一化模块08相连；时间的归一化模块08与异步调制时间计算模块06、矢量作用角度计算模块07、PWM信号生成模块09相连；PWM信号生成模块09与时间的归一化模块08相连。 

2.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：所述的AD控制模块01主要用于控制AD转换器，用于对逆变器、电机侧的反馈电压、电流等模拟信号进行由模拟信号到数字信号的转换，为后续计算做准备。 

3.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：所述的双端口RAM控制模块03主要用于输出双端口RAM所需的控制信号，对双端口RAM的读写操作进行控制，同时协调核心控制器与调制计算电路间的读写规则。 

4.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：所述的扇区判断模块04主要用于对参考空间电压矢量U_ref位置判断，并通过简化定常数乘法器等设计降低了硬件电路的复杂程度。 

5.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：所述的调制方式切换管理模块05主要用于根据逆变器的输出频率f和参考矢量U_ref的位置分别对切频率点、参考空间电压矢量U_ref切换位置点做出判断，并选择对应的调制方式。 

6.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核， 其特征在于：所述的异步调制时间计算模块06主要用于异步调制时参考空间电压矢量U_ref所在扇区确定参考空间电压矢量U_ref的合成方式，并利用参考空间电压矢量U_ref沿着α、β轴的分解量U_α、U_β、直流侧电压U_dc计算出两个基本空间电压矢量与零矢量的对应作用时间。 

7.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：所述的矢量作用角度计算模块07主要用于同步调制时根据调制方式切换管理模块选择的同步调制方式和参考空间电压矢量U_ref所在扇区确定参考空间电压矢量U_ref的合成方式，并利用参考空间电压矢量U_ref沿着α、β轴的分解量U_α、U_β、直流侧电压U_dc、逆变器输出频率f计算出主矢量、辅矢量和零矢量在对应扇区的总作用角度。 

8.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：若为异步调制，则所述的时间归一化模块08主要用于将异步调制时间计算模块计算得出的基本矢量作用时间根据7段式PWM信号产生原理转换为产生PWM信号所需的开关导通时间；若为同步调制，则所述的时间归一化模块08主要用于将矢量作用角度计算模块计算得出的作用角度转换为产生PWM信号所需的开关导通时间。 

9.根据权利要求1所述的低载波比在线计算多模式空间矢量脉宽调制软核，其特征在于：所述的PWM信号生成模块09主要用于将开关导通时间转换为用于驱动IGBT的PWM信号，并对上、下桥臂的PWM信号添加死区时间。