[發明專利]一種基于FPGA的SVPWM過調制系統和方法

在審

• 申請號: 202010744011.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111800051A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 宋寶;周向東;唐小琦;馬銳;鄒益剛;唐鈺;孫彬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P25/024;H02P27/12
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種基于FPGA的SVPWM過調制系統，其特征在于：所述過調制系統包括：輸入處理模塊、幅值相角計算模塊、過調制系數計算模塊、過調制Ⅰ區計算模塊、過調制Ⅱ區計算模塊、輸出修正幅值相角模塊、正余弦計算模塊、計算電壓分量模塊、輸出處理模塊；

所述過調制系統以水平信號V_α和垂直信號V_β作為輸入信號，處理后輸出到所述幅值相角計算模塊，由所述幅值相角計算模塊輸出參考電壓矢量V_ref和相角θ，其中相角θ是所述輸入信號與水平軸α的夾角。

由所述過調制系數計算模塊根據所述參考電壓矢量V_ref計算過調制系數m；當0.9523m≥0.9069時為過調制Ⅰ區，當1.0472m≥0.9523時為過調制Ⅰ區；

所述過調制Ⅰ區計算模塊根據所述過調制系數m計算電壓矢量幅值V_m，再由正余弦計算模塊計算cosθ和sinθ，再由所述計算電壓分量模塊依據公式(1)得到和

所述輸出修正幅值相角模塊獲取參考電壓矢量所在扇區的初始角度θ₀，再由所述過調制Ⅱ區計算模塊根據所述過調制系數m計算電壓矢量幅值V_m和保持角α_h，結合所述初始角度θ₀得到輸出電壓矢量的幅值V_out與相角θ_out，再由所述正余弦計算模塊計算cosθ_out和sinθ_out，再由所述計算電壓分量模塊依據公式(2)得到和

最后由所述輸出處理模塊輸出由所述公式(1)得到和或由所述公式(2)得到和作為電機逆變器的輸入電壓。

2.根據權利要求1所述的過調制系統，其特征在于：所述過調制Ⅰ區計算模塊根據所述過調制系數m通過查表計算電壓矢量幅值V_m。

3.根據權利要求1所述的過調制系統，其特征在于：所述過調制Ⅱ區計算模塊根據所述過調制系數m通過查表計算電壓矢量幅值V_m和保持角α_h。

4.根據權利要求1所述的過調制系統，其特征在于：所述輸出電壓矢量的幅值V_out由以下公式獲得：

其中V_dc是直流母線電壓。

5.根據權利要求1所述的過調制系統，其特征在于：所述輸出電壓矢量的相角θ_out由以下公式獲得：

其中，參考電壓矢量在扇區內的相對角度Δθ＝θ-θ₀。

6.一種根據權利要求1-5中任一的永磁同步電機的SVPWM過調制系統進行過調制的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

步驟1)：根據輸入信號V_α和V_β，計算模塊輸出參考電壓矢量V_ref和相角θ；

步驟2)：根據所述參考電壓矢量V_ref計算過調制系數m；

步驟3)：依據所述參考電壓矢量V_ref或所述過調制系數m判斷過調制區域；

步驟4)：當過調制區域為過調制Ⅰ區時，根據所述過調制系數m計算電壓矢量幅值V_m再結合參考電壓相角θ，依據公式得到和當過調制區域為過調制Ⅱ區時，獲取參考電壓矢量所在扇區的初始角度θ₀，根據所述過調制系數m計算電壓矢量幅值V_m和保持角α_h，結合所述初始角度θ₀得到輸出電壓矢量的幅值V_out與相角θ_out，依據公式得到和

步驟5)：輸出和作為所述電機逆變器的輸入電壓。