[發明專利]一種基于映射原理的空間矢量脈沖寬度調制方法

有效

• 申請號: 201310609201.7
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103715926A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李毅拓;李建冬
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本發明涉及一種空間矢量脈沖寬度調制方法，特別是一種基于映射原理的空間矢量脈沖寬度調制方法。

背景技術

空間矢量脈沖寬度調制方法是三相電壓型逆變器中常用的一種脈沖寬度調制方法，空間矢量脈沖寬度調制方法依據“伏秒等效”的原則，利用逆變器的6個非零矢量和2個零矢量來合成6個扇區內的任意電壓矢量。

傳統的空間矢量脈沖寬度調制方法首先要對電壓矢量的扇區進行判斷，然后將電壓矢量分解到對應扇區的兩個相鄰的非零矢量上，之后再計算非零矢量的作用時間，并根據計算出的作用時間是否超過脈沖寬度調制方法的周期來設定零矢量。這種方法一方面需要進行扇區的判斷，另一方面需要針對每個扇區計算不同的非零矢量的作用時間，使得整體方法較為復雜，而已有的程序實現方法可讀性也較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于映射原理的空間矢量脈沖寬度調制方法，解決傳統計算方式實現復雜，可讀性差的問題。

一種基于映射原理的空間矢量脈沖寬度調制方法的具體步驟為：

第一步?搭建空間矢量逆變系統

空間矢量逆變器系統，包括：直流電源，三相橋式逆變器，控制器、驅動電路和空間矢量模塊。其中直流電源為蓄電池或超級電容，三相橋式逆變器由六個可控開關器件組成，空間矢量模塊的功能為：根據輸入的電壓矢量計算三相橋式逆變器各相的占空比。其中直流電源的正負極與三相橋式逆變器直流母線的正負極相連，驅動電路的輸出端與三相橋式逆變器的控制信號輸入端相連，控制器的輸出端與驅動電路的輸入端相連，空間矢量模塊置于控制器中。

第二步??空間矢量模塊處理輸入電壓

空間矢量模塊的輸入電壓矢量應基于兩相靜止坐標系（α，β），即給定的空間電壓矢量表述為α，β軸的電壓，分別為u_α0，u_β0。而三相橋式逆變器直流母線電壓udc的0.866倍為三相橋式逆變器所能達到的最大線性調制范圍，因此以其為基準對u_α0，u_β0進行標幺化處理。

u_α=?u_α0/(0.866×udc)

u_β=?u_β0/(0.866×udc)

其中，u_α，u_β分別為標幺化處理后的α，β軸給定電壓矢量。

第三步?空間矢量模塊映射變換α，β軸電壓

根據映射原理，將u_α，u_β進行映射，使其變換到三相靜止坐標系（a，b，c）下。具體地，空間矢量模塊將u_α，u_β分別投射到三相靜止坐標系（a，b，c）中的a，b兩相，而c相電壓為0。具體地

ua=u_α

ub=-0.5u_α﹢0.866u_β

uc=0

其中，ua，ub，uc分別為映射變換后的a，b，c三相的電壓。

第四步?空間矢量模塊非負處理a，b，c三相電壓

當ua，ub，uc存在負值時，需要對其進行非負處理。由于疊加零矢量不會影響原空間矢量的實現，因此采取在各相電壓值上疊加等量數值的方式進行非負處理。

具體地，空間矢量模塊分別對a，b兩相的電壓值進行非負判斷，首先進行初級非負處理，如果ua<0,則

ua0=ua-ua

ub0=ub-ua

uc0=uc-ua

其中，ua0，ub0，uc0為初級非負處理后的a，b，c三相電壓。

進行進一步判斷，如果ub0<0,則

ua1=ua0-ub0