分裂式可變調(diào)制波pwm過調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電機電器與電力電子學(xué)領(lǐng)域，特別是一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào) 制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PWM過調(diào)制技術(shù)是指直流母線電壓利用率最大化，其最大輸出達到方波模式的一 種PWM技術(shù)。目前研宄較多的PWM過調(diào)制技術(shù)為SVPWM(Space Vector PWM空間電壓矢量 脈寬調(diào)制）過調(diào)制技術(shù)。
[0003] 整個SVPWM的調(diào)制范圍分為線性區(qū)與過調(diào)制區(qū)，相應(yīng)PWM算法分述如下。
[0004] 1、線性區(qū)：SVPWM通過6個基本空間電壓矢量將矢量空間劃分為6個扇區(qū)，如圖1 所不?；臼噶繕颂栆詀bc為序，1代表該相上橋臂開通，0代表該相下橋臂開通。UMf代表 輸出參考電壓矢量，Θ為矢量旋轉(zhuǎn)角。
[0005] 在每個開關(guān)周期Ts內(nèi)，用所在扇區(qū)包含的兩個基本空間電壓矢量Ux、U xil與零矢 量U7、U8的線性組合去逼近待輸出的U Mf，即
[0006] UrefTs=UxT^UxilVU7VU 8T0 (1)
[0007] (1)式中Ts= T i+TWT。，1\為U ^作用時間，T Auxil的作用時間，Ttl為零矢量 叫、％的作用時|W
【主權(quán)項】
1. 一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：首先構(gòu)建一分裂式可變調(diào)制 波，具體為：當調(diào)制度M= 1時，正弦調(diào)制波的幅值達到最大值，在所述正弦調(diào)制波上選擇兩 個A、B對稱點將所述正弦調(diào)制波分割為主正弦波和側(cè)正弦波兩部分，所述主正弦波為A、B 兩點間的中間曲線段，所述側(cè)正弦波為A、B點外側(cè)的曲線段；當調(diào)制度MG[1，4/JT]范圍 內(nèi)繼續(xù)增大時，主正弦波幅值保持為1不變并擴大其周期，側(cè)正弦波周期不變并增大其幅 值，使所述分裂式可變調(diào)制波與坐標橫軸所圍的面積隨M的增大而繼續(xù)增加；當調(diào)制度M= 4/ji時，所述分裂式可變調(diào)制波形趨向方波；將所述分裂式可變調(diào)制波對三角載波進行調(diào) 制，然后采用基于三相載波的PWM算法獲得PWM過調(diào)制波；所述分裂式可變調(diào)制波的數(shù)學(xué)描 述如下：
式中，Um為側(cè)正弦波幅值，
a為主正弦波與側(cè)正弦波的 分界角，0為a的初始角，0 < 0彡31/2，0為主正弦波周期擴張角，0彡0彡JT/2 ;其 中a、|3、0三者關(guān)系滿足
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：所述 對三角載波進行調(diào)制的具體方法為： 首先定義調(diào)制度M為
式中A為線電壓基波幅值，Ud。為直流母線電壓； 根據(jù)調(diào)制度M的變化范圍，PWM分兩個調(diào)制區(qū)： 當MG[〇, 1]時，PWM處于線性區(qū)；調(diào)制波為幅值正比于M變化的正弦波，則PWM算法 與現(xiàn)有SPWM-致，即
P麗處于過調(diào)制區(qū)，相應(yīng)的PWM脈沖計算公式如下式所示：
式中
，七"與t分別為半載波周期內(nèi)的脈寬時間與間歇時間，
波周期值
_為載波比，《= 2 31f為調(diào)制波角頻率；t為載波峰頂或谷底采樣時刻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：所述 基于三相載波的PWM算法由DSP器件的實時計算予以實現(xiàn)，具體步驟如下： 步驟S1 :將三相逆變主電路各相橋臂開關(guān)IGBT的控制極分別通過一驅(qū)動電路連接到DSP器件的六個引腳，所述六個引腳分別為PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6 ; 步驟S2 :由DSP的事件管理器EVA中的比較寄存器CMPR1、CMPR2、CMPR3分別控制a相、b相、c相橋臂的PWM輸出； 步驟S3 :設(shè)置DSP的定時器T1為增減計數(shù)工作模式，其周期寄存器T1PR值設(shè)為載波 周期值T。的二分之一；使能定時器T1下溢及周期中斷，即設(shè)置程序在每一載波周期發(fā)生兩 次中斷。程序由主程序和中斷服務(wù)子程序構(gòu)成；主程序計算載波比N及與此相關(guān)的調(diào)制度 M值，進而判別M值范圍；當中斷發(fā)生時，程序轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序中進行PWM實時計算； 步驟S4:DSP器件根據(jù)CMPR1、CMPR2、CMPR3中的數(shù)值控制各相橋臂的IGBT開關(guān)在每一 載波周期Tc內(nèi)的開通與關(guān)斷時間，使a、b、c點輸出PWM電壓波，三點間電壓Uab、Ub。、UjP 為三相PWM線電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：所述 步驟S3中主程序的具體計算方式如下：當0 <M< 1時，則PWM處于線性區(qū)
9 =0,Um=M，計算調(diào)制波高為Mh=M;當1彡M彡4/JT時，為過調(diào)制區(qū)，則根據(jù)M值查表確 定a與仏，并計算得出0，保持調(diào)制波高Mh= 1不變。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：所述 步驟S3中的中斷服務(wù)子程序具體步驟如下： 步驟S31 :計算當前采樣點序號k值，即每發(fā)生一次中斷對k值加1，接著計算的a相、 b相或c相調(diào)制波采樣角度wt，當計算a相調(diào)制波采樣角度時，
當計算b相調(diào)制 波采樣角度時
當計算C相調(diào)制波采樣角度時，
為載波比；步驟S32:判別調(diào)制波角度on處于調(diào)制波的何種波形范圍，當0彡on彡a， 或jT-a彡《t彡3T+a，或23T-a彡《t彡231時，表明采樣位置處于調(diào)制波的側(cè)正弦波 部分，則分別按公式
計算a相、b相以及c相 上橋臂與下橋臂在每半個載波周期
內(nèi)的開通時間；當a<?t< 31-a時，表明采樣位 置處于調(diào)制波的主正弦波的正半波部分，則分別按公式
計算a相、b相以及c相上橋臂與下橋臂開通時間；當 31+a< 〈h_a時，表明采樣位置處于調(diào)制波的主正弦波的負半波部分，貝1J分別按公 式
計算a相、b相 以及c相上橋臂與下橋臂開通時間，進而得出與該時間脈寬對應(yīng)的比較值；并將a相、b相 以及c相的比較值分別存入比較寄存器CMPR1、CMPR2與CMPR3中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：所述
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：所述
【專利摘要】本發(fā)明涉及分裂式可變調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，首先構(gòu)建一分裂式可變調(diào)制波，當調(diào)制度M＝1時，在正弦調(diào)制波上選擇兩個A、B對稱點將正弦調(diào)制波分割為主正弦波和側(cè)正弦波兩部分，主正弦波為A、B兩點間的中間曲線段，側(cè)正弦波為A、B點外側(cè)的曲線段；當調(diào)制度M∈[1,4/π]范圍內(nèi)繼續(xù)增大時，主正弦波幅值保持為1不變并擴大其周期，側(cè)正弦波周期不變并增大其幅值，使分裂式可變調(diào)制波與橫坐標軸所圍的面積隨M的增大而繼續(xù)增加；當調(diào)制度M＝4/π時，分裂式可變調(diào)制波形趨向方波；將分裂式可變調(diào)制波對三角載波進行調(diào)制，進而得出三相PWM過調(diào)制波。本發(fā)明的過調(diào)制方法無需將過調(diào)制區(qū)劃分為兩個區(qū)間，每個區(qū)間又分別采用不同PWM算法，易于微處理器實現(xiàn)，有利于提高PWM計算的實時性與精度。
【IPC分類】H02M7-5387, H02M7-539, H02P27-08
【公開號】CN104779829
【申請?zhí)枴緾N201510161273
【發(fā)明人】王榕生
【申請人】福州大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月8日