[實(shí)用新型]一種五段式SVPWM調(diào)制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720191283.1
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN206533300U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸原;張軍偉;馬東;趙江峰;劉泰廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/5387
• 分類號(hào): H02M7/5387;H02M7/5395
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司13112
• 代理人: 胡素梅,胡澎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及PWM調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種五段式SVPWM調(diào)制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

三相逆變是通過逆變電路把直流電轉(zhuǎn)變成三相交流電的過程，三相逆變?cè)谛履茉吹拈_發(fā)、電力有源濾波器、無功發(fā)生器、光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能電池等設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。三相逆變通常采用如圖1所示的逆變橋電路(或稱逆變器電路)，在逆變橋電路中具有六只功率開關(guān)器件T1～T6，C₁～C₆分別是六只功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，u、v、w為逆變橋電路輸出的三相相電壓，U_dc是逆變橋電路的直流電壓。通過控制電路對(duì)逆變橋電路進(jìn)行有序控制，使逆變橋電路輸出三相交流電。

SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制，Space Vector Pulse Width Modulation)調(diào)制技術(shù)是在三相逆變過程中，產(chǎn)生三相逆變橋電路中六只功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)C₁～C₆，用所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制六只功率開關(guān)器件，最終使逆變電路輸出三相交流電。

將逆變電路輸出的三相相電壓u、v、w分別加在空間上互差120°的三相平面靜止坐標(biāo)系上，可以定義三個(gè)電壓空間矢量u(t)、v(t)、w(t)，它們的方向始終在各相的軸線上，而大小則隨時(shí)間按正弦規(guī)律做變化，時(shí)間相位互差120°，如圖2所示。假設(shè)U_m為相電壓的有效值，f為電源頻率，則有：

u(t)＝U_mcos(θ)(1)

v(t)＝U_mcos(θ-2π/3) (2)

w(t)＝U_mcos(θ+2π/3) (3)

其中，θ＝2πft＝ωt，三相電壓空間矢量相加的合成空間矢量U(t)可以表示為：

可見，U(t)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的空間矢量，它的幅值為相電壓峰值U_m的1.5倍，且以角頻率ω＝2πf按逆時(shí)針方向勻速旋轉(zhuǎn)；空間矢量U(t)在三相坐標(biāo)軸上的投影就是對(duì)稱的三相正弦量。

三相逆變的原理就是使圖1中逆變橋電路輸出的u、v、w合成的矢量V_ref盡量模擬圖2中的矢量圓。在圖1中，六只功率開關(guān)器件可分為三個(gè)橋臂，分別為u臂、v臂和w臂，三個(gè)橋臂均工作在開關(guān)狀態(tài)；每一橋臂的兩器件不能全通，也不能全閉；定義上開下關(guān)為1，上關(guān)下開為0。這樣，u臂、v臂、w臂的工作狀態(tài)可分為(001)、(010)、(011)、(100)、(101)、(110)六個(gè)基本矢量，以及(000)、(111)兩個(gè)零矢量。可以理解零矢量時(shí)逆變橋電路不輸出能量，六個(gè)基本矢量組成了基本矢量空間。六個(gè)基本矢量把基本矢量空間分割成六個(gè)區(qū)間：它們分別是I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ區(qū)間，如圖3所示。把一個(gè)輸出逆變周期等分成六個(gè)扇區(qū)，一個(gè)扇區(qū)分成n等分，每一份就是一個(gè)調(diào)制周期(或稱開關(guān)周期)，即：一個(gè)扇區(qū)內(nèi)包含n個(gè)調(diào)制周期。

結(jié)合圖4，SVPWM調(diào)制原理的四個(gè)基本公式如下：

T_s＝T_k+T_k+1+T₀ (6)