專利名稱：一種空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流變頻領(lǐng)域的矢量調(diào)制方法，尤其涉及一種空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)和正弦脈寬調(diào)制(SPWM)是三相逆變電路中最為常見的兩種調(diào)制方式。正弦脈寬調(diào)制(SPWM)是ー種比較成熟的，目前使用較廣泛的PWM法，該調(diào)制方法根據(jù)沖量(窄脈沖的面積)相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，效果基本相同的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦波進(jìn)行脈寬調(diào)制?？臻g電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)將逆變器和電機(jī)視為一體，從三相輸出電壓的整體效果出發(fā)，將三相逆變器的輸出電壓在復(fù)平面上合成空間電壓矢量，通過不同的開關(guān)矢量組合去逼近指令的空間電壓矢量，使得輸 出電流波形盡可能接近于理想的正弦波形?，F(xiàn)有技術(shù)中SVPWM實(shí)現(xiàn)方法如下圖I為三相電壓型逆變器供電的電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。如圖I所示，在忽略電機(jī)定子電阻的前提下，根據(jù)定子電壓矢量與定子磁鏈空間矢量的關(guān)系，得到三相電機(jī)電壓矢量關(guān)系，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(jī)的相電壓依賴于對(duì)應(yīng)橋臂上功率管的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)逆變器采用雙極性調(diào)制時(shí)，在不考慮死區(qū)時(shí)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(gè)功率開關(guān)器件具有8個(gè)獨(dú)立的開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)每種開關(guān)狀態(tài)產(chǎn)生的三相定子電壓，得到8個(gè)基本的電壓矢量，其包括6個(gè)非零矢量(Ul U6)和兩個(gè)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(diào)制方法,在姆ー個(gè)米樣周期Ts內(nèi)利用若干個(gè)基本電壓矢量合成任意給定的參考電壓矢量Uout。如設(shè)給定的參考電壓矢量Uout位于由非零基本電壓矢量U4和U6組成的扇區(qū)內(nèi)時(shí)(圖2所示的I扇區(qū))，Utjut和U4間的夾角為Θ，利用兩個(gè)非零電壓矢量U4、U6和兩個(gè)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(gè)電壓矢量作用時(shí)間T4、T6和兩零矢量作用的時(shí)間Ttl，如式(1-2)所示
權(quán)利要求
1.一種空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法，包括如下步驟 51:由公式(I)計(jì)算載波比，根據(jù)所述載波比確定基波單個(gè)周期內(nèi)每個(gè)PWM周期對(duì)應(yīng)的角度9。，N = fj f r (I) 其中，f。為設(shè)定的載波頻率，fr為設(shè)定的輸出基波頻率，N表示基波在單個(gè)周期內(nèi)包含的PWM周期的個(gè)數(shù)； 0 Q = 2 /N，基波單個(gè)周期的角度范圍從O到2 ； 52:計(jì)算當(dāng)前的角度0n， 0n= 0^(11-1) 0。(I ≤n ≤N，n為整數(shù))， 其中，^為初始時(shí)刻的角度值，n表示當(dāng)前時(shí)刻輸出的是第n個(gè)PWM周期，e n為輸出當(dāng)前PWM周期時(shí)刻的角度值； 53:根據(jù)所述角度0n，由公式(2)得到經(jīng)過量化的SPWM三相輸出的幅值，
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法，其特征在于，所述方法步驟S3中量化后的SPWM三相輸出幅值表示形式替換為下述表達(dá)式，
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法，其特征在于，所述步驟S2中，計(jì)算當(dāng)前角度en之間的時(shí)間間隔通過設(shè)定定時(shí)器的頻率確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法，其特征在于，所述步驟S3中，SPWM三相輸出幅值通過查正弦或余弦表得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法，根據(jù)載波比確定基波單個(gè)周期內(nèi)每個(gè)PWM周期對(duì)應(yīng)的角度θ0，根據(jù)θ0計(jì)算當(dāng)前的角度θn，通過量化后的SPWM波得到當(dāng)前時(shí)刻三相輸出的幅值，在所述量化的SPWM波基礎(chǔ)上注入一個(gè)高次諧波，使輸出的不同頻率的SVPWM波形與傳統(tǒng)的SVPWM方法得到的波形形狀一致，且能夠?qū)崿F(xiàn)過調(diào)制功能，同時(shí)，通過對(duì)頻率設(shè)置使空間電壓矢量的磁鏈旋轉(zhuǎn)更貼近與圓形磁場(chǎng)。本發(fā)明的方法弱化了對(duì)系統(tǒng)本身機(jī)械參數(shù)的依賴，使運(yùn)算量減少，降低了諧波影響，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性，具有較強(qiáng)的通用性和時(shí)效性。
文檔編號(hào)H02M7/48GK102684529SQ201210172929
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者岑瑞 申請(qǐng)人:無錫市大元廣盛電氣有限公司