一種兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法，屬于電力電子和變流【技術領域】。本發(fā)明方法根據(jù)三相參考電壓的采樣值計算出三相參考電壓的最大值和最小值，直接計算得到三相開關器件在采樣周期內(nèi)的導通時間，從而獲得各開關器件的控制信號。本發(fā)明方法不需要進行坐標變換和扇區(qū)判斷，不含無理數(shù)和三角函數(shù)運算，只需進行少量的比較運算和簡單的四則運算即可得到器件的開關控制信號，算法流程簡單，易于實現(xiàn)，計算量小，并可以對直流側中點電位低頻分量進行優(yōu)化控制，減小了空間矢量脈寬調(diào)制技術的處理器成本，并提高了空間矢量脈寬調(diào)制技術的通用性。
【專利說明】一種兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法，屬于電力電子和變流【技術領域】。
【背景技術】
[0002]脈寬調(diào)制技術是基于電力電子器件的變流器實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的關鍵技術，目前兩電平變流器(其電路圖如圖1所示)常用的脈寬調(diào)制技術包括正弦脈寬調(diào)制技術和空間矢量脈寬調(diào)制技術兩種。與正弦脈寬調(diào)制技術相比，空間矢量脈寬調(diào)制技術具有響應速度快、直流電壓利用率高、易于數(shù)字實現(xiàn)等優(yōu)點，因而得到了廣泛的研究和應用。
[0003]傳統(tǒng)的空間矢量脈寬調(diào)制技術需要對三相參考電壓進行abc-α β坐標變換，根據(jù)α β坐標系下電壓矢量的相角，判斷電壓矢量所在扇區(qū)(如圖2所示)，并通過三角函數(shù)運算，得到電壓矢量相鄰的兩個基本矢量的作用時間，進而得到三相各開關器件在一個采樣周期內(nèi)的導通時間，并最終獲得各開關器件的開關控制信號。由于需要進行坐標變換、扇區(qū)判斷、計算矢量作用時間，并需要進行大量的無理數(shù)和三角函數(shù)運算，因此傳統(tǒng)的空間矢量脈寬調(diào)制技術算法復雜、運算量大，這對數(shù)字處理器的運算性能提出了較高的要求，也提升了處理器的成本。為實現(xiàn)空間矢量脈寬調(diào)制技術的快速運算，國內(nèi)外學者提出了一些簡化方法，但主要體 現(xiàn)在簡化扇區(qū)判斷原則、減少三角函數(shù)運算等方面，而算法本身仍需要進行坐標變換和扇區(qū)判斷，含有大量的判斷分支和三角函數(shù)運算，運算速度提升并不明顯。文獻[I](周衛(wèi)平，吳正國，唐勁松，等.SVPWM的等效算法及SVPWM與SPWM的本質(zhì)聯(lián)系[J].中國電機工程學報，2006，I (2):133-137.)提出一種SVPWM的簡化算法，該簡化算法實質(zhì)上不需要進行坐標變換，但需要進行扇區(qū)判斷，算法實現(xiàn)仍比較復雜。文獻[2](方斯琢，李丹，周波，等.新型無扇區(qū)空間矢量脈寬調(diào)制算法[J].中國電機工程學報，2008，28 (30):35-40.)通過建立兩相空間120°坐標系，提出了一種無扇區(qū)SVPWM算法，該算法不需要進行扇區(qū)判斷，算法實現(xiàn)較為簡單，但需要進行兩次坐標變換運算，無理數(shù)和三角函數(shù)的運算量仍較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法，對已有空間矢量脈寬調(diào)制方法進行改進，省去已有方法中的坐標變換和扇區(qū)判斷，以簡化空間矢量脈寬調(diào)制，縮短運算時間，減少存儲，提高通用性。
[0005]本發(fā)明提出的兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法，包括以下步驟:
[0006](I)在一個采樣周期1；的開始時刻h，對兩電平變流器的三相參考電壓進行采樣，得到tQ時刻的三相參考電壓，分別記為Ua(tQ)、Ub(t0)和ue(tQ),將三相參考電壓Ua(tQ)、Ub (t0)和中的最大值記為Umax (O，最小值記為11^(0，同時測量h時刻兩電平變流器的直流側電壓Udc;
[0007](2)通過下式，計算上述采樣周期Ts內(nèi)兩電平變流器的三相上橋臂開關的導通時間長度Ta、Tb和Tc:
【權利要求】
1.一種兩電平變流器的空間矢量脈寬調(diào)制方法，包括以下步驟: (1)在一個采樣周期!；的開始時刻h，對兩電平變流器的三相參考電壓進行采樣，得到t。時刻的三相參考電壓，分別記為Ua (tQ)、Ub (t0)和U。(t0),將三相參考電&ua(tQ)、ub (t0)和Uc (t0)中的最大值記為Umax (h)，最小值記為11^(0，同時測量h時刻兩電平變流器的直流側電壓Udc ； (2)通過下式，計算上述采樣周期Ts內(nèi)兩電平變流器的三相上橋臂開關的導通時間長度 Ta、Tb 和 Tc:
【文檔編號】H02M7/5387GK103986361SQ201410184092
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權日:2014年5月4日
【發(fā)明者】于心宇, 魏應冬, 姜齊榮 申請人:清華大學