[发明专利]一种三相PWM调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及脉宽调制技术(PWM)，尤其涉及一种三相PWM调制方法，该方法采用线电压期望输出来得到三相PWM开关时间，适用于电力电子行业的三相逆变器相关输出控制。

背景技术

三相PWM输出可以采用三项全桥实现，如图1所示，三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥，同一桥臂上的上下半桥的信号相反。实际操作中，通过比较计数器控制每个桥壁的上下半桥的切换来实现三相PWM控制，这就需要计算每个桥壁的上下半桥的开关周期时间，并将其作为比较器的比较值输入比较器，目前的三相调制方法中均为以三相相电压为基础计算各个开关周期时间，或者基于线电压输出不变为基准，在相电压中加入三次谐波等方法，如SVPWM控制方法，其最后计算开关时间的依据均为每相电压，SVPWM控制方法的给定为矢量给定，即给定输出模值和角度。如果给定量为线电压，则该方法需要将该电压变换为矢量给定后方能使用。这样一方面非常不方便，另一方面需要进行三角函数的求解，计算量大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算方便、且结算量小的三相PWM调制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的调制方法，依据线电压输出期望，选取其中的最大线电压输出，通过该输出期望得到最大线电压输出相关两个桥臂的开关时间，通过最大线电压输出外的其他两个线电压输出中的任意一个，得到和最大线电压输出不直接相关桥臂的开关时间，具体如下：

一种三相PWM调制方法，包括以下步骤：

第一步：找到三相线电压输出期望中的绝对值最大、且为正数的线电压输出期望Uxy；

第二步，根据该绝对值最大、且为正数的线电压输出期望Uxy计算各相比较计数器的比较值；

第三步：将得到的各相比较值送入各相的比较计数器，进行三相PWM调制：当比较计数器的计数值大于其比较值时，对应相的上管导通下管关闭，当比较计数器的计数值小于其比较值时，对应相的下管导通上管关闭，或者当比较计数器的计数值小于其比较值时，对应相的上管导通下管关闭，当比较器的计数值大于其比较值时，对应相的下管导通上管关闭。

优选的，当采用7段式的PWM控制时，所述第二步的根据该绝对值最大、且为正数的线电压输出期望Uxy计算各相比较计数器的比较值通过以下方式实现：

对应所述的第三步中，“当比较计数器的计数值大于其比较值时，对应相的上管导通下管关闭，当比较计数器的计数值小于其比较值时，对应相的下管导通上管关闭”的情况，PWM比较器中x、y、z三相的比较计数器的比较值通过如下公式计算：

Tx＝Tp×(1-Uxy/Udc)/2，

Ty＝Tp×(1+Uxy/Udc)/2，

Tz＝Ty+Tp×(Uyz/Udc)或Tz＝Tx-Tp×(Uzx/Udc)，

式中，Tx为x相的比较计数器的比较值，Ty为y相的比较计数器的比较值，Tz为z相的比较计数器的比较值，Tp为PWM的周期，Udc为直流侧电压，Uxy为x相和y相之间的线电压输出期望，Uyz为y相和z相之间的线电压输出期望，Uzx为z相和x相之间的线电压输出期望；

或者，对应所述的第三步中，“当比较计数器的计数值小于其比较值时，对应相的上管导通下管关闭，当比较器的计数值大于其比较值时，对应相的下管导通上管关闭”的情况，PWM比较器中x、y、z三相的比较计数器的比较值通过如下公式计算：

Tx＝Tp×(1+Uxy/Udc)/2，

Ty＝Tp×(1-Uxy/Udc)/2，

Tz＝Ty-Tp×(Uyz/Udc)或Tz＝Tx+Tp×(Uzx/Udc)，

式中，Tx为x相的比较计数器的比较值，Ty为y相的比较计数器的比较值，Tz为z相的比较计数器的比较值，Tp为PWM的周期，Udc为直流侧电压，Uxy为x相和y相之间的线电压输出期望，Uyz为y相和z相之间的线电压输出期望，Uzx为z相和x相之间的线电压输出期望。

优选的，当采用5段式的PWM控制时，所述第二步的根据该绝对值最大、且为正数的线电压输出期望Uxy计算各相比较计数器的比较值通过以下方式实现：

(1)当选取向量(000)为唯一零矢量时

对应所述的第三步中，“当比较计数器的计数值大于其比较值时，对应相的上管导通下管关闭，当比较计数器的计数值小于其比较值时，对应相的下管导通上管关闭”的情况，PWM比较器中x、y、z三相的比较计数器的比较值通过如下公式计算：

Tx＝0，

Ty＝Tp×(Uxy/Udc)，