一種空間電壓矢量脈寬調製方法

2023-09-18 17:04:45 1

專利名稱：一種空間電壓矢量脈寬調製方法
技術領域：
本發明涉及交流變頻領域的矢量調製方法，尤其涉及一種空間電壓矢量脈寬調製方法。
背景技術：
空間電壓矢量脈寬調製(SVPWM)和正弦脈寬調製(SPWM)是三相逆變電路中最為常見的兩種調製方式。正弦脈寬調製(SPWM)是ー種比較成熟的，目前使用較廣泛的PWM法，該調製方法根據衝量(窄脈衝的面積)相等而形狀不同的窄脈衝加在具有慣性的環節上時，效果基本相同的原理，實現對正弦波進行脈寬調製。空間電壓矢量脈寬調製(SVPWM)將逆變器和電機視為一體，從三相輸出電壓的整體效果出發，將三相逆變器的輸出電壓在複平面上合成空間電壓矢量，通過不同的開關矢量組合去逼近指令的空間電壓矢量，使得輸 出電流波形儘可能接近於理想的正弦波形。現有技術中SVPWM實現方法如下圖I為三相電壓型逆變器供電的電動機變頻調速系統的電路圖。如圖I所示，在忽略電機定子電阻的前提下，根據定子電壓矢量與定子磁鏈空間矢量的關係，得到三相電機電壓矢量關係，如公式(1-1)所示us=2/3(uas+ubsej2"3+ucsejW3) (1-1)其中，Us表不輸出的電壓矢量，Uas> Ubs> Ucs表不三相相電壓矢量。電機的相電壓依賴於對應橋臂上功率管的開關狀態。當逆變器採用雙極性調製時，在不考慮死區時間的情況下，上下橋臂的功率器件是互鎖的，因而三相逆變器中6個功率開關器件具有8個獨立的開關狀態，根據每種開關狀態產生的三相定子電壓，得到8個基本的電壓矢量，其包括6個非零矢量(Ul U6)和兩個零矢量(U0、U7)，非零矢量的模為2/3Vdc, Vdc為直流母線電壓。圖2為逆變器輸出的空間電壓矢量圖。SVPWM調製方法,在姆ー個米樣周期Ts內利用若干個基本電壓矢量合成任意給定的參考電壓矢量Uout。如設給定的參考電壓矢量Uout位於由非零基本電壓矢量U4和U6組成的扇區內時(圖2所示的I扇區)，Utjut和U4間的夾角為Θ，利用兩個非零電壓矢量U4、U6和兩個零電壓矢量合成參考電壓矢量Uwt。由伏安平衡法則和矢量合成的平行四邊形法，利用三角形的正弦定理得到兩個電壓矢量作用時間T4、T6和兩零矢量作用的時間Ttl，如式(1-2)所示
權利要求
1.一種空間電壓矢量脈寬調製方法，包括如下步驟 51:由公式(I)計算載波比，根據所述載波比確定基波單個周期內每個PWM周期對應的角度9。，N = fj f r (I) 其中，f。為設定的載波頻率，fr為設定的輸出基波頻率，N表示基波在單個周期內包含的PWM周期的個數； 0 Q = 2 /N，基波單個周期的角度範圍從O到2 ； 52:計算當前的角度0n， 0n= 0^(11-1) 0。(I ≤n ≤N，n為整數)， 其中，^為初始時刻的角度值，n表示當前時刻輸出的是第n個PWM周期，e n為輸出當前PWM周期時刻的角度值； 53:根據所述角度0n，由公式(2)得到經過量化的SPWM三相輸出的幅值，
2.根據權利要求I所述的空間電壓矢量脈寬調製方法，其特徵在於，所述方法步驟S3中量化後的SPWM三相輸出幅值表示形式替換為下述表達式，
3.根據權利要求I或2所述的空間電壓矢量脈寬調製方法，其特徵在於，所述步驟S2中，計算當前角度en之間的時間間隔通過設定定時器的頻率確定。
4.根據權利要求I或2所述的空間電壓矢量脈寬調製方法，其特徵在於，所述步驟S3中，SPWM三相輸出幅值通過查正弦或餘弦表得到。
全文摘要
本發明公開了一種空間電壓矢量脈寬調製方法，根據載波比確定基波單個周期內每個PWM周期對應的角度θ0，根據θ0計算當前的角度θn，通過量化後的SPWM波得到當前時刻三相輸出的幅值，在所述量化的SPWM波基礎上注入一個高次諧波，使輸出的不同頻率的SVPWM波形與傳統的SVPWM方法得到的波形形狀一致，且能夠實現過調製功能，同時，通過對頻率設置使空間電壓矢量的磁鏈旋轉更貼近與圓形磁場。本發明的方法弱化了對系統本身機械參數的依賴，使運算量減少，降低了諧波影響，增強了系統的魯棒性，具有較強的通用性和時效性。
文檔編號H02M7/48GK102684529SQ201210172929
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者岑瑞 申請人:無錫市大元廣盛電氣有限公司