[發(fā)明專利]一種空間電壓矢量調(diào)制方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010068389.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN111211722A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文善;溫旭輝;張劍;彭萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P27/12
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張琳琳

本發(fā)明公開了一種空間電壓矢量調(diào)制方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，方法包括：根據(jù)靜止90度坐標(biāo)系計(jì)算得到靜止60度坐標(biāo)系；根據(jù)靜止60度坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)變換，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系；根據(jù)旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系計(jì)算得到扇區(qū)內(nèi)判斷參考電壓矢量位置的邊界方程；根據(jù)邊界方程判斷參考矢量所處位置，再依據(jù)伏秒平衡原理計(jì)算得到鄰近三矢量的作用時(shí)間。通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，將參考電壓矢量由靜止90度坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到靜止60度坐標(biāo)系，再將得到的靜止60度坐標(biāo)系和參考電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)，可以使得坐標(biāo)系和參考電壓矢量相對(duì)靜止，因此采用旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系后，可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)扇區(qū)內(nèi)最近三矢量作用時(shí)間表達(dá)式統(tǒng)一，小三角形區(qū)域判斷所涉及的邊界方程統(tǒng)一，計(jì)算過(guò)程得以簡(jiǎn)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及PWM控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空間電壓矢量調(diào)制方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

高速電機(jī)廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、飛輪儲(chǔ)能和空氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合。但高頻電能需轉(zhuǎn)化成低頻或直流以滿足用戶需求，高頻電能的轉(zhuǎn)換裝置一般采用基于數(shù)字控制系統(tǒng)的電力電子變換器。通過(guò)對(duì)電力電子變換器調(diào)制算法的設(shè)計(jì)在電機(jī)定子中形成選型的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。調(diào)制算法包括載波調(diào)制、空間矢量調(diào)制和特定諧波消除調(diào)制算法等。其中，空間矢量調(diào)制算法以電壓利用率高和易于數(shù)字化的特點(diǎn)應(yīng)用最為廣泛。

空間矢量調(diào)制算法主要目標(biāo)是計(jì)算逆變器基本矢量的作用順序和時(shí)間，基本矢量將空間劃分為6個(gè)區(qū)域稱為扇區(qū)。基本矢量作用的時(shí)間在靜止90度坐標(biāo)系下進(jìn)行計(jì)算。一般先計(jì)算第一扇區(qū)的基本矢量作用時(shí)間，再依據(jù)同樣原理分別計(jì)算剩余5個(gè)扇區(qū)內(nèi)基本矢量的工作時(shí)間。

為提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的交流側(cè)波形質(zhì)量，三電平變換器也受到越來(lái)越多的關(guān)注，在高速高功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)中尤其如此。波形質(zhì)量的優(yōu)劣影響電機(jī)損耗特性，進(jìn)而影響其壽命。因?yàn)樵诳臻g坐標(biāo)系內(nèi)三電平基本矢量將每個(gè)扇區(qū)又劃分為4個(gè)區(qū)域，6個(gè)扇區(qū)共計(jì)24個(gè)區(qū)域。對(duì)每個(gè)區(qū)域的基本矢量作用時(shí)間需要列寫24個(gè)等式進(jìn)行計(jì)算，以得到基本矢量的作用時(shí)間。因此三電平空間矢量調(diào)制算法相對(duì)于兩電平調(diào)制算法更為復(fù)雜，所消耗的中央處理器的資源更多。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空間電壓矢量調(diào)制方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中三電平空間矢量調(diào)制算法計(jì)算復(fù)雜、所消耗的中央處理器的資源較多的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供一種空間電壓矢量調(diào)制方法，該調(diào)制方法包括如下步驟：根據(jù)靜止90度坐標(biāo)系矢量關(guān)系計(jì)算得到靜止60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系；根據(jù)靜止60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系進(jìn)行60度坐標(biāo)變換，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系；根據(jù)旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系計(jì)算得到扇區(qū)內(nèi)判斷參考電壓矢量位置的邊界方程；根據(jù)參考電壓矢量的位置和伏秒平衡原理計(jì)算得到鄰近三矢量的作用時(shí)間。

可選地，通過(guò)以下公式計(jì)算得到靜止60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系：

其中，v_α和v_β表示靜止90度坐標(biāo)系矢量關(guān)系，v_g和v_h表示靜止60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系。

可選地，通過(guò)以下公式計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系：

其中，和表示旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系矢量關(guān)系。

可選地，通過(guò)以下公式計(jì)算得到所述邊界方程：

其中，l₁、l₂及l(fā)₃表示旋轉(zhuǎn)60度坐標(biāo)系內(nèi)小三角形區(qū)域的邊界。