[发明专利]混合随机空间电压矢量脉宽调制方法及基于FPGA的调制器

说明书

技术领域

本发明属交流变频技术领域，具体涉及一种能够降低谐波峰值的混合随机空间电压矢量脉宽调制方法及基于FPGA的调制器。

背景技术

如图1所示的逆变器具有结构简单、实现方便等优点，被广泛应用于电动汽车驱动等变频调速的场合。采用的脉宽调制（PWM）是基于“伏-秒平衡”的原理，用占空比不断变换的电压脉冲按照时间平均来等效命令电压。调制策略的本质是用一定的算法根据命令电压计算出逆变器需要的6路开关信号高低电平跳变时刻，用逻辑电路产生6路脉冲信号，然后通过驱动电路去打开或关闭功率开关管。正弦PWM（SPWM）是一种非常成熟、非常经典的三相PWM，能够输出的基波电压幅值为直流母线电压的一半。空间电压矢量PWM（SVPWM）的本质是在SPWM的调制波上注入了三倍次谐波，因而提高了直流电压的利用率，与SPWM相比提高了约15.4%。其把电机和逆变器看作整体，以获得圆形磁链为目标，具有母线电压利用率高、谐波特性好、方便数字控制系统实现等优点，目前在变频调速数字控制系统中占据统治地位。

现有技术常用的脉宽调制方法为：

每相上下两个开关管成互补导通。不同的开关状态可以形成8个基本的电压矢量，包括6个非零基本电压矢量（）和2个零电压矢量（），如图2所示。图中：1表示上臂导通，0表示下臂导通。

6个非零基本电压矢量为

U→k=23(uAN+αuBN+α2uCN)=23UDCej(k-1)π3(k=1,2,...,6)---(1)]]>

式中：u_AN,u_BN,u_CN为三相电压（负载为三角形接法时相对于负载的中性点N）。

在以6个非零基本电压矢量的端点组成的六边形内接圆内的任意一个电压矢量

U→s=Uoejθ---(2)]]>

式中：U_o为电压矢量的幅值；θ为电压矢量的相角。