[发明专利]用于电动汽车逆变器的组合型无零矢量过调制方法

权利要求书

1.一种用于电动汽车逆变器的组合型无零矢量过调制方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、设定PWM调制的参考电压矢量V_s位于第一扇区，其合成方式按式(1)得到，

其中，T₁、T₂、T₃、T₆分别为电压矢量V₁、V₂、V₃、V₆的作用时间，T_z为PWM调制周期；

步骤二、采用零矢量替代PWM调制方法的合成电压顺序和PWM脉冲作用模式，实现零矢量替代PWM调制的PWM调制输出；

其中，零矢量替代PWM调制方法为选择两个临近参考电压矢量所在扇区的非零相反电压矢量V₃和V₆代替零矢量的作用，维持参考电压矢量所在扇区的其它合成电压矢量V₁和V₂不变；

步骤三、对零矢量替代PWM调制的作用时间T₁、T₂、T₃、T₆进行修正，设逆变器有效死区时间为T_d，定义最小修正时间T_min＝2T_d，得到修正后的作用时间分别为式(2)和式(3)，

其中，式(2)为电压矢量所处位置区域为0°～30°，式(3)为电压矢量所处位置区域为30°～60°，u_sα、u_sβ为两相静止坐标系电压，U_DC为直流母线电压；

步骤四、在对电压矢量进行作用时间修正的同时，得到约束调制比参数MI₁和MI₂，其中MI₂MI₁，当调制比范围为MI₁≤MIMI₂，采用修正零矢量替代PWM调制，当调制比范围为0≤MIMI₁，采用原零矢量替代PWM调制；

步骤五、当调制比范围超过MI₂时，进入最近非零矢量合成PWM调制区域，设定参考电压矢量V_s位于第二扇区，其合成方式按式(4)得到，

其中，T₁、T₂、T₃分别为电压矢量V₁、V₂、V₃的作用时间，T_z为PWM调制周期；

步骤六、采用最近非零矢量合成PWM调制方法的合成电压顺序和PWM脉冲作用模式，实现最近非零矢量合成PWM调制方法的PWM调制输出；

步骤七、对最近非零矢量合成PWM调制方法的作用时间T₁、T₂、T₃进行修正，得到修正后的作用时间为式(5)，

其中，式(5)为电压矢量所处位置区域为30°～60°，在满足上述约束条件下的最近非零矢量合成PWM调制的调制比范围为MI₂≤MIMI₃，MI₃为线性调制比边界；

步骤八、当最近非零矢量合成PWM调制的调制比范围超过MI₃时，进入最近非零矢量合成PWM过调制作用范围，当电压矢量从线性调制区跨入过调制区后，将最近非零矢量合成PWM过调制分为第一过调制区和第二过调制区，第一过调制区采用定子电压矢量角度跟随策略，第二过调制区采用定子电压矢量角度渐进跟随策略，由此对参考电压矢量角度进行修正；

第一过调制区参考电压矢量在第一扇区的电压矢量角度修正为：

其中，V′_s1为第一过调制区参考电压矢量，θ为参考电压矢量角度，α_r为控制角；

第一过调制区控制角与调制比具有如下关系：

第二过调制区参考电压矢量在第一扇区的电压矢量角度修正为：

其中，V′_s2为第二过调制区参考电压矢量，α_h为保持角，θ′_r为修正参考电压矢量角度，对θ′_r的修正如下：

第二过调制区的保持角与调制比具有如下关系：

由式(7)和式(10)可知，控制角α_r与调制比MI为递减关系，保持角α_h与调制比MI为递增关系，当α_r＝30°时，代入式(7)，计算得调制比MI₃，当α_h＝0°时，代入式(10)，计算得调制比MI₄，MI₄即为第一过调制区与第二过调制区的分界点；

步骤九、最近非零矢量合成PWM过调制根据扇区划分规则，计算电压矢量所在扇区以及电压矢量的调制比，若调制比在MI₃≤MIMI₄范围，根据预存的控制角α_r和调制比MI的关系f(α_r)，实时计算控制角α_r，计算当前电压矢量角度θ，结合电压矢量轨迹在各扇区的路径规划V′_s1，计算正交修正电压f_α(θ)＝V′_s1cosθ、f_β(θ)＝V′_s1sinθ，调用空间电压矢量调制算法进行三相占空比运算；若调制比在MI₄≤MI1范围，根据预存的保持角α_h和调制比MI的关系式f(α_h)，实时计算保持角α_h，计算修正电压矢量角度θ′_r，结合电压矢量轨迹在各扇区的路径规划V′_s2，计算正交修正电压f_α(θ)＝V′_s2cosθ′_r、f_β(θ)＝V′_s2sinθ′_r，调用空间电压矢量调制算法进行三相占空比运算。