[发明专利]一种四桥臂变流器空间矢量脉宽调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间矢量脉宽调制方法，尤其适用于工矿科研中使用的一种四桥臂变流器空间矢量脉宽调制方法。

背景技术

四桥臂变流器通过第四桥臂控制中线电流，可以处理不平衡和电流畸变等问题，具有使用灵活、直流侧电容电压控制简单、电流输出能力强等优点。在非线性和不平衡负载供电及三相四线制电力系统的谐波补偿中得到较为广泛的应用。电压空间矢量调制（SVPWM）是目前广泛采用的一种变流器调制方法，具有开关频率固定、直流电压利用率高以及控制精度高等优点，在变流器控制中已被广泛应用。四桥臂变流器开关状态多，SVPWM，基矢量在空间分布是三维的，应用于四桥臂的SVPWM算法为三维SVPWM（3D-SVPWM）。传统3D-SVPWM方法以及基于分类算法的3D-SVPWM都需要判断参考矢量所在的空间位置，计算各基矢量作用时间，再根据基矢量分配各桥臂的开关时刻，其计算过程都在数字处理器（DSP）中完成，并且相当复杂，其中还包括近似计算，计算效率较低，影响控制的实时性。

发明内容

本发明的目的是要提供一种不用改变硬件电路，无需复杂的算法，调制效率高的四桥臂变流器空间矢量脉宽调制方法。

为实现上述目的，本发明的四桥臂变流器空间矢量脉宽调制方法包括主电路1、负载2和调制电路3，步骤如下：

a．在主电路（1）上并联一个电压传感器PT1，设定四桥臂变流器的A、B、C和N四相中A、B、C三相的参考电压分别为v_aref、v_bref、v_cref 、开关周期为T_s，通过电压传感器PT1测量出四桥臂变流器的直流侧电压V_dc，以V_dc为基准值，通过公式：

                        （Ⅰ）

标幺化得到四桥臂变流器的A、B、C三相的电压参考矢量V_a、V_b、V_c ；

b．根据标幺化后的电压参考矢量V_a、V_b、V_c，通过公式：

得出偏置电压V_avr，将电压参考矢量V_a、V_b、V_c及偏置电压V_avr代入公式：

             （Ⅱ）

求得标幺化的四桥臂变流器的A、B、C和N相的开关时刻t_a、t_b、t_c、t_n； 

c．根据四桥臂变流器开关周期T_s和开关时刻t_a、t_b、t_c、t_n，通过下式：

                      （Ⅲ）；

得出四桥臂变流器的A、B、C和N相的实际开关时刻T_a、T_b、T_c、T_n；

d．将实际开关时刻T_a、T_b、T_c、T_n值发送给调制电路（3）的DSP内部的COMPARE比较寄存器，通过DSP内部的COMPARE比较寄存器运算从而生成所需要的8路PWM脉冲，并将生成的PWM脉冲发送到主电路（1）中，完成一次四桥臂变流器空间矢量脉宽调制。

附图说明

图1是四桥臂变流器结构系统框图；

图2是四桥臂变流器工作流程结构图；

图3是本发明的四桥臂变流器空间矢量脉宽调制方法原理图；

图4是参考电压为三相正弦电压时三相调制波波形；

图5是参考电压为三相正弦电压时三相输出电流波形；