专利名称：中频单相发电机逆变器dsp控制的实现方法
技术领域：
本发明涉及逆变器DSP控制领域，特别是一种中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法。
背景技术：
中频逆变发电机系统因其具有轻便、节能的优点而成为电机行业的发展方向。在将中频交流电逆变为50/60HZ工频电的过程中，必须借重PWM逆变技术。通过微处理器实时计算产生PWM脉冲信号，以驱动IGBT功率器件开通与关断，可将整流后的直流电逆变为 50/60HZ工频的交流电。其中，微处理器实时计算PWM脉冲信号是逆变控制技术的关键环节。现有逆变器控制软件以稳压功能为主要目标，兼有限流、过载保护等功能，不具有起动电动机的能力。因此，对PWM调制度#的调节范围一般在0.8 1之间，该调制度=调制波幅值/载波幅值；一般SPWM里，调制波=正弦波，载波=三角波；输出电压幅值大小与调制度#成正比。当发生过流时，为确保IGBT器件安全，通常采用硬件办法削去其超出限值的部分，使电流限定在安全值以内。其工作原理如图1所示。当发生输出过流时，通过电流反馈环节，使门极驱动电路前端的与非门输入A端产生低电平信号，该信号封锁与非门使其输出为高电平，进而控制门极驱动电路输出-7伏的截止电压使IGBT桥臂关断。IGBT 关断后，输出电流下降，A端复为高电平，又使与非门开通，PWM信号便可通过门极驱动电路控制IGBT的开通，如此交替开通与关断，并结合输出滤波电路(LC)的作用，使输出电流被削峰，达到保护IGBT的效果，如图2所示。因此，当遇电动机起动时，#值仍处于高位，致使逆变器输出电压值较高，输出电流很大，其值一般为额定值的6 7倍，远超出了 IGBT器件安全限值。虽然可通过限流保护环节的作用，将电流削峰，但由此引起电流严重畸变，电机无法正常起动。因此，试图利用现有硬件限流功能解决电动机的起动问题行不通。
发明内容
本发明的目的是提供一种中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，使逆变器具有起动电动机的能力，并保证电动机起动时都能在IGBT器件安全前提下获得最大限度的起动电流。本发明采用以下方案实现一种中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，其特征在于通过检测该逆变器在起动电动机过程中的电流值，以产生一中断信号，使系统的 DSP控制软件转入一中断子程序；所述的中断子程序首先强制系统的IGBT器件关闭，并对系统的PWM采样点序号清零及标志此时的负载为起动状态的电动机，然后再深度下调系统的PWM的调制度#。在中断子程序结束返回主程序后依据起动电流的大小继续动态地调节见使所调节的逆变器的输出电压与起动电动机的容量相适应，以保证电动机起动时都能在 IGBT器件安全前提下获得最大限度的起动电流。
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在本发明一实施例中，所述的检测该逆变器在起动电动机过程中的电流值是与一起动电流限值对比，该起动电流限值由所述的IGBT器件参数决定。在本发明一实施例中，系统根据所述标志判断逆变器的负载是否为处于起动过程的电动机。本发明解决了逆变器起动电动机与IGBT器件安全二者间的矛盾，本方案采用PWM 深度调制的方法，即扩大调制度#的变化范围，使#曰
O当起动电动机时，控制软件根据起动电流值大小自动下调#值并使下调程度与起动电机的容量相适应，使不同容量电动机的起动电流均达到IGBT安全限值内的最大值，且波形为正弦波，无畸变。
图1是现有的逆变器过电流控制原理示意图。图2是图1输出过电流波形图。图3是本发明的控制软件流程图。图4是本发明电动机起动控制中断子程序的流程图。图5是本发明输出电压、电流等参量A/D采样中断子程序流程图。图6是本发明单极型PWM生成中断子程序流程图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。本发明提供一种中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，其特征在于通过检测该逆变器在起动电动机过程中的电流值，以产生一中断信号，使系统的DSP控制软件转入一中断子程序；所述的中断子程序首先强制系统的IGBT器件关闭，并对系统的PWM采样点序号清零及标志此时的负载为起动状态的电动机，然后再深度下调系统的PWM的调制度见在中断子程序结束返回主程序后依据起动电流的大小继续动态地调节见使所调节的逆变器的输出电压与起动电动机的容量相适应，以保证电动机起动时都能在IGBT器件安全前提下获得最大限度的起动电流。图3是本发明的控制软件流程示意图。具体的，当逆变器起动电动机时，如果电动机容量较大，则起动电流将达到或超过某一安全限值，该安全限值由所述的IGBT器件参数决定，该电流值通过硬件电路对DSP产生中断信号，使DSP软件运行转入中断子程序。如图 4所示，在该子程序中，首先强制IGBT器件关闭，迫使逆变器输出电压为零。之后，将调制度I由正常运行时的值(接近于1)下调至0.25 (该值根据IGBT器件参数及允许起动电动机的最大容量确定)，目的在于大幅度降低(约降75%)输出电压，即用软件办法降压、限流， 并保持正弦波形不变。并置“电机起动标志”(在程序中专门定义的某一状态变量)为1，以供返回主程序时用以识别此时的负载为处于起动过程的电动机。当中断返回主程序时，程序判别出“电机起动标志”状态值为1，则自动以“起动电流限值”(该值由IGBT器件参数决定，一般略低于IGBT最大安全电流，但又大于额定电流值)为基准，通过A/D采样中断子程序实时检测起动过程电流是否大于该限值，该A/D采样中断子程序的流程图如图5所示，进而实时调节输出电压。当起动电流小于该限值，则增大见提升输出电压，反之，减小见降低输出电压。该措施可使不同容量电动机起动时都能在IGBT安全前提下获得最大限度的起
4动电流，有效解决IGBT安全与起动电动机二者间的矛盾。当电动机起动过程结束时，电机电流必然降至逆变器额定电流值以下。一旦程序检测出这一情况，则清“电机起动标志”为零，使之后的主程序运行自动转为以额定电流值为基准执行实时的稳压功能。值得一提的是，在上述图4所示的中断子程序中，我们对PWM采样点序号f清零， 以保证中断返回后转入PWM中断子程序时，强制PWM计算从^=O开始，使逆变器输出电流从零开始变化，对IGBT器件安全有利，所述的PWM中断子程序如图6所示。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，其特征在于通过检测该逆变器在起动电动机过程中的电流值，以产生一中断信号，使系统的DSP控制软件转入一中断子程序；所述的中断子程序首先强制系统的IGBT器件关闭，并对系统的PWM采样点序号清零及标志此时的负载为起动状态的电动机，然后再深度下调系统的PWM的调制度见在中断子程序结束返回主程序后依据起动电流的大小继续动态地调节#，使所调节的逆变器的输出电压与起动电动机的容量相适应，以保证电动机起动时都能在IGBT器件安全前提下获得最大限度的起动电流。
2.根据权利要求1所述的中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，其特征在于 所述的检测该逆变器起动电动机过程的电流值是与一起动电流限值对比，该起动电流限值由所述的IGBT器件参数决定。
3.根据权利要求1所述的中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，其特征在于 系统根据所述标志判断逆变器的负载是否为处于起动过程的电动机。
全文摘要
本发明涉及一种中频单相发电机逆变器DSP控制的实现方法，其特征在于通过检测该逆变器在起动电动机过程中的电流值，以产生一中断信号，使系统的DSP控制软件转入一中断子程序；所述的中断子程序首先强制系统的IGBT器件关闭，并对系统的PWM采样点序号清零及标志此时的负载为起动状态的电动机，然后再深度下调系统的PWM的调制度M。在中断子程序结束返回主程序后依据起动电流的大小继续动态地调节M，使所调节的逆变器的输出电压与起动电动机的容量相适应，以保证电动机起动时都能在IGBT器件安全前提下获得最大限度的起动电流。
文档编号H02P1/42GK102437799SQ20111032150
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者王榕生 申请人:福州大学, 福建福安闽东亚南电机有限公司