一種svpwm調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種PWM調(diào)制方法，具體地說是一種SVPWM調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 將直流電轉(zhuǎn)變成交流電稱之為逆變，交流側(cè)接電網(wǎng)稱之為有源逆變，交流側(cè)接負(fù) 載稱之為無源逆變。交流側(cè)為相差為120°的三相電稱之為三相逆變。三相逆變可分為方 波逆變、修正正弦波逆變和純正弦波逆變。
[0003] 純正弦波逆變可采用SPWM(正弦脈寬調(diào)制，SinusoidalPulseWidth Modulation)調(diào)制技術(shù)和SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制，SpaceVectorPulseWidth Modulation)調(diào)制技術(shù)。SPWM調(diào)制技術(shù)是從模擬技術(shù)發(fā)展起來，而SVPWM調(diào)制技術(shù)更適合 數(shù)字控制。相同的條件，SVPWM調(diào)制的輸出功率可高于SPWM調(diào)制15%。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 的發(fā)展，三相正弦波逆變普遍采用SVPWM調(diào)制技術(shù)。
[0004] 現(xiàn)有的SVPWM調(diào)制方法多采用七段式或五段式空間矢量運(yùn)算方法來實(shí)現(xiàn)，但是， 現(xiàn)有調(diào)制方法在運(yùn)算過程中涉及到坐標(biāo)變換和矢量分解，有較多的三角函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn) 算和無理數(shù)運(yùn)算等，其復(fù)雜的計(jì)算降低了控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是提供一種SVPWM調(diào)制方法，以解決現(xiàn)有的調(diào)制方法運(yùn)算過程繁 瑣、復(fù)雜的問題。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種SVPWM調(diào)制方法，包括如下步驟：
[0007] 第一步：三相逆變橋的六只功率開關(guān)器件具有八種狀態(tài)，這八種狀態(tài)對應(yīng)電壓空 間矢量的八個(gè)基本矢量，八個(gè)基本矢量包括六個(gè)非零矢量和兩個(gè)零矢量，六個(gè)非零矢量分 別為Vjioo)、v2(110)、v3(010)、v4(011)、v5(001)和v6(101)，兩個(gè)零矢量分別為v8(000)和 V7(lll);這八個(gè)基本矢量構(gòu)成了由六個(gè)扇區(qū)組成的基本矢量空間；
[0008] 第二步：設(shè)置每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的SVPWM調(diào)制波的個(gè)數(shù)為n，且n為偶數(shù)；在任一SVPWM 調(diào)制波內(nèi)，合成的參考電壓矢量由所在扇區(qū)的兩個(gè)相鄰非零矢量Vk、Vk+1以及零矢量 V8(000)或^(111)按作用時(shí)間比例構(gòu)成，k為1、2、3、4或5 ;在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，奇調(diào)制波和偶 調(diào)制波交替成對出現(xiàn)，且兩者以不同的零矢量結(jié)束；每次矢量間的切換，僅有一個(gè)逆變橋臂 的開關(guān)切換；
[0009] 參考電壓矢量VMf的表達(dá)式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種SVPWM調(diào)制方法，其特征是，包括如下步驟： 第一步：三相逆變橋的六只功率開關(guān)器件具有八種狀態(tài)，這八種狀態(tài)對應(yīng)電壓空間 矢量的八個(gè)基本矢量，八個(gè)基本矢量包括六個(gè)非零矢量和兩個(gè)零矢量，六個(gè)非零矢量分別 為VidOO)、V2(110)、V3(010)、V4(011)、V5(001)和V6(101)，兩個(gè)零矢量分別為V8(000)和 V7(lll);這八個(gè)基本矢量構(gòu)成了由六個(gè)扇區(qū)組成的基本矢量空間； 第二步：設(shè)置每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的SVPWM調(diào)制波的個(gè)數(shù)為n，且n為偶數(shù)；在任一SVPWM調(diào)制 波內(nèi)，合成的參考電壓矢量由所在扇區(qū)的兩個(gè)相鄰非零矢量Vk、Vk+1以及零矢量V8 (000) 或^7(111)按作用時(shí)間比例構(gòu)成，k為1、2、3、4或5 ;在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，奇調(diào)制波和偶調(diào)制波交 替成對出現(xiàn)，且兩者以不同的零矢量結(jié)束；每次矢量間的切換，僅有一個(gè)逆變橋臂的開關(guān)切 換； 參考電壓矢量的表達(dá)式為：
式⑴中，％為零矢量￥ 8(000)或以111)，八為SVPWM調(diào)制周期，Tk為矢量Vk所作用 的時(shí)間，Tk+1為矢量Vk+1m作用的時(shí)間，T^為矢量V^所作用的時(shí)間； Ts、Tk、Tk+1的表達(dá)式如下： Ts=Tk+Tk+1+T〇 (2)
式（3)和式（4)適用于第一扇區(qū)，0為參考電壓矢量VMf的旋轉(zhuǎn)角度，且
Udc 是逆變器直流母線電壓； 第三步：在第一扇區(qū)內(nèi)，令
；則 有：
式（5)、（6)、（7)和⑶中，a為幅度系數(shù)，
第四步：令a= 1，則有：
第五步：在第一扇區(qū)內(nèi)，用周期為A0 =JI/3XI!的單位直角鋸齒波分別對公式（9) 中的Pk、公式（10)中的Pk+1和公式（12)中的P(l做規(guī)則采樣，采樣值分別為和X(li， i= 1?n; 第六步：在第一扇區(qū)內(nèi)，根據(jù)采樣值xki、Xa；+1)i和X(li，計(jì)算每一SVPWM調(diào)制波內(nèi)基本矢 量作用的時(shí)間；所依據(jù)的計(jì)算公式如下： Tki=aTsxki (13) T(k+i)i=aTsx(k+1)i (14) T0i=aTsx0i (15) 式中，Tki為第i個(gè)SVPWM調(diào)制波中矢量Vk所作用的時(shí)間，為第i個(gè)SVPWM調(diào)制 波中矢量\+1所作用的時(shí)間，TM為第i個(gè)SVPWM調(diào)制波中矢量V^所作用的時(shí)間；Ts=1/fs， fs為SVPWM調(diào)制頻率，且fs=6XnXf，f?為逆變器的輸出頻率； 第七步：按照上述在第一扇區(qū)內(nèi)計(jì)算Tki、和TM的方法，計(jì)算其他五個(gè)扇區(qū)內(nèi)的Hk+m和TQi，其他五個(gè)扇區(qū)內(nèi)的Tki、T_jPTQi，與第一扇區(qū)內(nèi)對應(yīng)的Tki、T_jPT。湘 同； 第八步：作以nTs為時(shí)鐘寬度的六路選擇開關(guān)信號，用于作為確定參考電壓矢量VMf所 在扇區(qū)的選通信號； 第九步：在任一扇區(qū)內(nèi)，作周期為2TS的開關(guān)信號，用于控制奇調(diào)制波和偶調(diào)制波的產(chǎn)生； 第十步：以Tk、UPL為輸入，以Vk、Vk+dPV^為輸出，列出真值表和卡諾圖表，分別 得出每一扇區(qū)內(nèi)用于控制三相逆變橋的六只功率開關(guān)器件的驅(qū)動方程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SVPWM調(diào)制方法，其特征是，第二步中，在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，奇調(diào)制 波以零矢量V7(lll)結(jié)束，偶調(diào)制波以零矢量V8(000)結(jié)束。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SVPWM調(diào)制方法，其特征是，第二步中，所述第一扇區(qū)為由矢 量Vi(100)和矢量V2 (110)所構(gòu)成的扇區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SVPWM調(diào)制方法，其特征是，第九步中，當(dāng)周期為2Ts的開關(guān) 信號為低電平時(shí)，控制形成奇調(diào)制波；當(dāng)周期為21；的開關(guān)信號為高電平時(shí)，控制形成偶調(diào) 制波。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種SVPWM調(diào)制方法。本發(fā)明中的SVPWM調(diào)制方法屬于三段式調(diào)制方法，在計(jì)算SVPWM調(diào)制波的Tk、Tk+1和T0的過程中，先不考慮逆變器輸出頻率和幅值的影響，僅考慮每個(gè)扇區(qū)有幾個(gè)SVPWM調(diào)制波n，用周期為 的單位直角鋸齒波對調(diào)制信號、和做規(guī)則采樣并做表。通過查表獲得相鄰兩個(gè)非零矢量和零矢量在這個(gè)調(diào)制波內(nèi)的轉(zhuǎn)角比，然后與調(diào)制周期Ts和幅度系數(shù)a相乘，所得結(jié)果就是這個(gè)SVPWM調(diào)制周期的Tk、Tk+1和T0。之后以Tk、Tk+1和T0為輸入，以Vk、Vk+1和V0為輸出，通過組合邏輯可生成SVPWM調(diào)制逆變橋的驅(qū)動波。本發(fā)明可解決傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制過程中具有大量繁瑣計(jì)算的問題。
【IPC分類】H02M7-5387
【公開號】CN104578879
【申請?zhí)枴緾N201510016059
【發(fā)明人】陸原, 胡丙輝, 汪周瑋, 魏大鵬, 高祺, 李朋, 劉峰
【申請人】河北大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月13日