一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制的調(diào)制方法
【專利說明】一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制的調(diào)制方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制的調(diào)制方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]由于逆變器價格不斷下滑，逆變器廠家為了保證其市場的競爭力，所承受的降成本壓力也日益嚴重。每個逆變器廠家都在尋找可以減少生產(chǎn)成本的方案，其中最受關(guān)注的就是逆變電感的成本。逆變電感價格昂貴，在逆變器成本中占了較大的比例。此外，逆變電感本身也很笨重，若能在其中做一些改善，可以大大減小逆變器的體積和重量，使產(chǎn)品具有更大的市場競爭能力。然而，由于受到其他功率電子器件性能的影響，比如開關(guān)管子，逆變電路的開關(guān)頻率一直無法得到突破性的提升，使通過減小逆變電感感值和體積而達到降低逆變器成本的方法，受到了很大的局限。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的調(diào)制方法，通過調(diào)節(jié)電壓矢量的作用順序，在同樣的管子開關(guān)頻率下，使輸出電流紋波的頻率倍增，不再受功率電子器件的性能所局限。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制的調(diào)制方法，所述調(diào)制方法包括以下步驟:
(1)在一個開關(guān)周期中，確定參考電壓矢量所在的扇區(qū)；
(2)將組成所述扇區(qū)的第一有效矢量和第二有效矢量合成為所述參考電壓矢量，當所述參考電壓矢量靠近所述第一有效矢量時，將所述第一有效矢量的作用時間等分，使所述第二有效矢量的作用時間在被等分的兩段所述第一有效矢量的作用時間之間；
(3)設(shè)定其中一個零矢量作用一次，使所述零矢量的作用時間在被等分的前段所述第一有效矢量的作用時間之前，或者使所述零矢量的作用時間在被等分的后段所述第一有效矢量的作用時間之后。
[0008]優(yōu)選地，當所述參考電壓矢量與所述扇區(qū)的中心線方向相同時，等分所述第一有效矢量或所述第二有效矢量。
[0009]優(yōu)選地，在兩電平拓撲的空間電壓矢量分布中，包括:
V1、V2、V3、V4、V5、V6六個有效矢量，六個所述有效矢量組成六個扇區(qū)，每個所述扇區(qū)均為60度；
V0、V7兩個零矢量；
當所述參考電壓位于所述VI和所述V2之間的所述扇區(qū)中時，在一個開關(guān)周期中，合成所述參考電壓的有效矢量作用順序有四種，包括:
(a)VO — VI — V2 — VI ;
(b)Vl— V2 — VI — VO ;
(c)V7— V2 — VI — V2 ;
(d)V2 — VI — V2 — V70
[0010]由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制的調(diào)制方法，通過調(diào)節(jié)電壓矢量的作用順序，在同樣的管子開關(guān)頻率下，使輸出電流紋波的頻率倍增，減低了輸出電流紋波的幅值。在相同的管子開關(guān)頻率和同樣輸出電流紋波的幅值的條件下，減低了對電感感值的需求，從而減低了逆變電感的成本。
[0011]
【附圖說明】
[0012]附圖1為兩電平逆變器的電壓空間矢量圖；
附圖2為兩電平逆變器的電壓空間矢量第一大扇區(qū)的示意圖；
附圖3為兩電平CSVPWM調(diào)制方式的管子驅(qū)動信號的示意圖；
附圖4為兩電平“0121”調(diào)制方式的管子驅(qū)動信號的示意圖；
附圖5為兩電平CSVPWM調(diào)制方式的管子驅(qū)動信號和所產(chǎn)生的R相輸出電流紋波的示意圖；
附圖6為兩電平“0121”調(diào)制方式的管子驅(qū)動信號和所產(chǎn)生的R相輸出電流紋波的示意圖；
附圖7為CSVPWM與本發(fā)明兩電平“0121”調(diào)制方式的輸出電流對比示意圖；
附圖8為矢量作用順序?qū)敵鲭娏骷y波的影響的示意圖(參考電壓處于第一大扇區(qū))；
附圖9為矢量作用順序和調(diào)制比對輸出電流紋波的影響的示意圖(固定參考電壓角度)；
附圖10為三電平逆變器的電壓空間矢量圖；
附圖11為三電平逆變器的電壓空間矢量第一大扇區(qū)的示意圖。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的闡述。
[0015]上述一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制的調(diào)制方法，包括以下步驟:
(1)在一個開關(guān)周期中，確定參考電壓矢量所在的扇區(qū)；
(2)將組成扇區(qū)的第一有效矢量和第二有效矢量合成為參考電壓矢量，當參考電壓矢量靠近第一有效矢量時，將第一有效矢量的作用時間等分，使第二有效矢量的作用時間在被等分的兩段第一有效矢量的作用時間之間；
(3)設(shè)定其中一個零矢量作用一次，使零矢量的作用時間在被等分的前段第一有效矢量的作用時間之前，或者使零矢量的作用時間在被等分的后段第一有效矢量的作用時間之后。
[0016]當參考電壓矢量與扇區(qū)的中心線方向相同時，等分第一有效矢量或第二有效矢量均可。
[0017]參見圖1-2所示，在兩電平拓撲的空間電壓矢量分布中，包括:
V1、V2、V3、V4、V5、V6六個有效矢量，六個有效矢量組成六個扇區(qū)，每個扇區(qū)均為60度； V0、V7兩個零矢量；
當參考電壓位于有效矢量VI和有效矢量V2之間的扇區(qū)中時，在一個開關(guān)周期中，合成參考電壓的有效矢量作用順序有四種，包括:
(a)V0 — VI — V2 — VI (簡稱 “0121”)；
(b)Vl— V2 — VI — VO (簡稱 “1210”)；
(c)V7— V2 — VI — V2(簡稱 “7212”)；
(d)V2 — VI — V2 — V7(簡稱 “2127”)；
在順序(a)和順序(b)中，參考電壓較為靠近有效矢量VI，因此將有效矢量VI的有效作用時間等分后，使有效矢量V2的有效作用時間處于被等分的兩段有效矢量VI的有效作用時間之間；
在順序(c)和順序(d)中，參考電壓較為靠近有效矢量V2，因此將有效矢量V2的有效作用時間等分后，使有效矢量VI的有效作用時間處于被等分的兩段有效矢量V2的有效作用時間之間。
[0018]通過矢量作用順序的正確選擇，減小有效矢量和參考電壓矢量之間的瞬間差距，還可以減小輸出電流紋波。
[0019]參見圖3-4所示