[发明专利]一种两电平变流器的空间矢量脉宽调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两电平变流器的空间矢量脉宽调制方法，属于电力电子和变流技术领域。

背景技术

脉宽调制技术是基于电力电子器件的变流器实现电能转换的关键技术，目前两电平变流器(其电路图如图1所示)常用的脉宽调制技术包括正弦脉宽调制技术和空间矢量脉宽调制技术两种。与正弦脉宽调制技术相比，空间矢量脉宽调制技术具有响应速度快、直流电压利用率高、易于数字实现等优点，因而得到了广泛的研究和应用。

传统的空间矢量脉宽调制技术需要对三相参考电压进行abc-αβ坐标变换，根据αβ坐标系下电压矢量的相角，判断电压矢量所在扇区(如图2所示)，并通过三角函数运算，得到电压矢量相邻的两个基本矢量的作用时间，进而得到三相各开关器件在一个采样周期内的导通时间，并最终获得各开关器件的开关控制信号。由于需要进行坐标变换、扇区判断、计算矢量作用时间，并需要进行大量的无理数和三角函数运算，因此传统的空间矢量脉宽调制技术算法复杂、运算量大，这对数字处理器的运算性能提出了较高的要求，也提升了处理器的成本。为实现空间矢量脉宽调制技术的快速运算，国内外学者提出了一些简化方法，但主要体现在简化扇区判断原则、减少三角函数运算等方面，而算法本身仍需要进行坐标变换和扇区判断，含有大量的判断分支和三角函数运算，运算速度提升并不明显。文献[1](周卫平，吴正国，唐劲松，等.SVPWM的等效算法及SVPWM与SPWM的本质联系[J].中国电机工程学报，2006，1(2)：133-137.)提出一种SVPWM的简化算法，该简化算法实质上不需要进行坐标变换，但需要进行扇区判断，算法实现仍比较复杂。文献[2](方斯琛，李丹，周波，等.新型无扇区空间矢量脉宽调制算法[J].中国电机工程学报，2008，28(30)：35-40.)通过建立两相空间120°坐标系，提出了一种无扇区SVPWM算法，该算法不需要进行扇区判断，算法实现较为简单，但需要进行两次坐标变换运算，无理数和三角函数的运算量仍较大。

发明内容

本发明的目的是提出一种两电平变流器的空间矢量脉宽调制方法，对已有空间矢量脉宽调制方法进行改进，省去已有方法中的坐标变换和扇区判断，以简化空间矢量脉宽调制，缩短运算时间，减少存储，提高通用性。

本发明提出的两电平变流器的空间矢量脉宽调制方法，包括以下步骤：

(1)在一个采样周期T_s的开始时刻t₀，对两电平变流器的三相参考电压进行采样，得到t₀时刻的三相参考电压，分别记为u_a(t₀)、u_b(t₀)和u_c(t₀)，将三相参考电压u_a(t₀)、u_b(t₀)和u_c(t₀)中的最大值记为u_max(t₀)，最小值记为u_min(t₀)，同时测量t₀时刻两电平变流器的直流侧电压U_dc；

(2)通过下式，计算上述采样周期T_s内两电平变流器的三相上桥臂开关的导通时间长度T_a、T_b和T_c：

Ta=TsUdc[ua(t0)-umin(t0)+l],]]>