基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波pwm過調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于：首先構(gòu)建一準(zhǔn)正弦平頂波作為調(diào)制波，并對(duì)三角載波進(jìn)行調(diào)制，然后采用三相PWM過調(diào)制算法進(jìn)行過調(diào)制。本發(fā)明采用三角載波采樣生成三相PWM，在線性區(qū)內(nèi)的最大輸出線電壓基波幅值較SPWM高19%，顯著提升了直流電壓利用率。
【專利說明】基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(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(dá)到方波模式的一種PWM技術(shù)。目前研究較多的PWM過調(diào)制技術(shù)為SVPWM (SpaceVectorPWM空間電壓矢量脈寬調(diào)制)過調(diào)制技術(shù)。
[0003]整個(gè)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(gè)基本空間電壓矢量將矢量空間劃分為6個(gè)扇區(qū)，如圖1所示?；臼噶繕?biāo)號(hào)以abc為序,I代表該相上橋臂開通,O代表該相下橋臂開通。Uref代表輸出參考電壓矢量，Θ為矢量旋轉(zhuǎn)角。
[0005]在每個(gè)開關(guān)周期Ts內(nèi)，用所在扇區(qū)包含的兩個(gè)基本空間電壓矢量Ux、Ux±l與零矢量U7、U8的線性組合去逼近待輸出的Uref，即
[0006]UrefTs=UxVUxilI^U7VU8Ttl (I)
[0007]式中Ts=Tl+T2+2T0, Tl為Ux的作用時(shí)間，T2為Ux±l的作用時(shí)間，TO為零矢量
U7、U8的作用時(shí)間。Ud為直流母線電壓。根據(jù)每次只切換一個(gè)開關(guān)狀態(tài)
的原則，對(duì)每一扇區(qū)包含的兩個(gè)基本空間電壓矢量，確定矢量標(biāo)號(hào)中含有I個(gè)“I”的矢量為Ux，含有2個(gè)“I”的矢量為Ux±l。應(yīng)用正弦定理得出各扇區(qū)空間電壓矢量作用時(shí)間T1、T2如表1所示。
[0008]表1各扇區(qū)基本矢量作用時(shí)間
【權(quán)利要求】
1.一種基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于:首先構(gòu)建一準(zhǔn)正弦平頂波作為調(diào)制波，并對(duì)三角載波進(jìn)行調(diào)制，然后釆用三相PWM過調(diào)制算法進(jìn)行過調(diào)制，所述準(zhǔn)正弦平頂波的波形數(shù)學(xué)描述如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于:所述的對(duì)三角載波進(jìn)行調(diào)制是采用不對(duì)稱規(guī)則采樣法計(jì)算PWM，計(jì)算公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于:所述的采用三相PWM過調(diào)制算法進(jìn)行過調(diào)制是由DSP器件的實(shí)時(shí)計(jì)算予以實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟: 501:將三相逆變電路各相橋臂的IGBT開關(guān)的控制極分別通過一驅(qū)動(dòng)電路連接到一DSP器件的PWM輸出引腳； 502: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； 503:設(shè)置定時(shí)器Tl為增減計(jì)數(shù)工作模式，其周期寄存器TlPR值設(shè)為載波周期值T。的二分之一；使能定時(shí)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 序由主程序和中斷子程序構(gòu)成；主程序主要計(jì)算載波比N與當(dāng)前調(diào)制度M值，進(jìn)而判別其范 圍；當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，程序轉(zhuǎn)入中斷子程序中進(jìn)行PWM實(shí)時(shí)計(jì)算；S04 ：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(shí)間，使a、b、c點(diǎn)輸出PWM電壓波，三點(diǎn)間電壓Uab、Ub。、Uca即為 三相PWM線電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于： 所述主程序具體計(jì)算方式如下：當(dāng)0 < M < 1. 19時(shí)，則PWM處于線性區(qū)，令a =0. 658，并使1MUm= .計(jì)算調(diào)制波高當(dāng)1.時(shí)，為過調(diào)制區(qū)，則根據(jù)M值sin 0.6^8 ，1.1V .查表確定a及;^并將1賦值給Um，保持調(diào)制波高M(jìn)h=l不變。 sin a ， sin a
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于： 所述中斷子程序具體計(jì)算方式如下：在中斷子程序中，首先計(jì)算當(dāng)前采樣點(diǎn)序號(hào)k值，即每發(fā)生一次中斷對(duì)k值加1，接著計(jì)算對(duì)應(yīng)的a、b、c相調(diào)制波角度《ti=aA。，colit 為a相調(diào)制波角度，&tb為b相調(diào)制波角度，0)t + 為c相調(diào)制波角度，N — —r為載波比，接著判別。角處于調(diào)制波的何種波形范圍，當(dāng)0≤《ti=aA?！躠，或 31-a≤《ti=a，b，?！躂i + a，或23i-a ( ? ti=a，b，?！? 時(shí)，表明采樣位置處于調(diào)制波的正rri'H弦波部分，貝1J分別按公式 ^ =—(1 + J h siW/=士）與^^ =~r(l-~r^-sin cotl=tl ht)計(jì)算 a、b、c相上橋臂與下橋臂在每半個(gè)載波周期|內(nèi)（下同）的開通時(shí)間；當(dāng)a<coti=a；b；c<Ji-a 時(shí)，表明采樣位置處于調(diào)制波的正平頂波部分，則分別按公式r =|(1+/V/A)與t?" =1(1-%)計(jì)算a、b、c相上橋臂與下橋臂開通時(shí)間；當(dāng)^ + a<?ti=a；b；c<2Ji-a時(shí)，表明米樣位置處于調(diào)制波的負(fù)平頂波部分，則分別按公式Kn =^r('_ MI,、與L" = ^h)計(jì)算a、b、c相上橋臂與下橋臂開通時(shí)間，進(jìn)而得出與該時(shí)間脈寬對(duì)應(yīng)的比較值，并將該比 較值分別存入比較寄存器CMPR1、CMPR2、CMPR3中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于： 所述0.6≤a≤0.8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化的準(zhǔn)正弦平頂調(diào)制波PWM過調(diào)制方法，其特征在于： 所述 a =0. 658。
【文檔編號(hào)】H02M7/5387GK103490659SQ201310438061
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】王榕生 申請人:福州大學(xué)