[发明专利]一种五相逆变器新空间矢量脉宽调制方法

摘要

本发明涉及一种五相逆变器新空间矢量脉宽调制方法，包括：构造五维的参考电压向量；优化逆变器五个桥臂功率管的导通时间，具体步骤如下：对五个桥臂功率管的导通时间进行排序；定义逆变器两个零矢量的作用时间并计算优化后的零矢量的作用时间；计算优化后的逆变器五个桥臂上功率管的导通时间；输出开关控制信号。本发明通过重新分配零矢量作用时间，扩大了调制范围，有效的提高了直流母线电压的利用率。

主权项

一种五相逆变器新空间矢量脉宽调制方法，包括：（1）以逆变器直流母线电压V_dc为电压基值，设分别为五相系统坐标变换后的d₁‑q₁和d₃‑q₃平面内的电压空间矢量的标幺值，${\stackrel{\‾}{v}}_{1\_\mathrm{ref}}=v_{d1\_\mathrm{ref}}+{\mathrm{jv}}_{q1\_\mathrm{ref}},{\stackrel{\‾}{v}}_{3\_\mathrm{ref}}=v_{d3\_\mathrm{ref}}+{\mathrm{jv}}_{q3\_\mathrm{ref}},$其中，v_d1‑ref是d1轴上的电压分量的标幺值，v_q1‑ref是q1轴上的电压分量的标幺值，v_d3‑ref是d3轴上的电压分量的标幺值，v_q3‑ref是q3轴上的电压分量的标幺值，分别对应逆变器输出电压中的独立的基波和谐波分量；（2）给定零序平面中的参考电压矢量v_{0_ref}，首先设v_{0_ref}=0.5；（3）构造五维的参考电压向量U_ref＝(v_{d1_ref},v_{q1_ref},v_{d3_ref},v_{q3_ref},v_{0_ref})^T（4）设T_a、T_b、T_c、T_d、T_e为逆变器五个桥臂上功率管的导通时间初值，TS为逆变器功率管的开关周期，则T_a、T_b、T_c、T_d、T_e可表示为$T_a=T_s(v_{d_1\_\mathrm{ref}}+v_{d_3\_\mathrm{ref}}+v_{0\_\mathrm{ref}})$$T_b=T_s(v_{d_1\_\mathrm{ref}}\cos 2/5\mathrm{\π}+v_{q_1\_\mathrm{ref}}\sin 2/5\mathrm{\π}+v_{d_3\_\mathrm{ref}}\cos 6/5\mathrm{\π}+v_{q_3\_\mathrm{ref}}\sin 6/5\mathrm{\π}+v_{0\_\mathrm{ref}})$$T_c=T_s(v_{d_1\_\mathrm{ref}}\cos 4/5\mathrm{\π}+v_{q_1\_\mathrm{ref}}\sin 4/5\mathrm{\π}+v_{d_3\_\mathrm{ref}}\cos 2/5\mathrm{\π}+v_{q_3\_\mathrm{ref}}\sin 2/5\mathrm{\π}+v_{0\_\mathrm{ref}})$$T_d=T_s(v_{d_1\_\mathrm{ref}}\cos 6/5\mathrm{\π}+v_{q_1\_\mathrm{ref}}\sin 6/5\mathrm{\π}+v_{d_3\_\mathrm{ref}}\cos 8/5\mathrm{\π}+v_{q_3\_\mathrm{ref}}\sin 8/5\mathrm{\π}+v_{0\_\mathrm{ref}})$$T_e=T_s(v_{d_1\_\mathrm{ref}}\cos 8/5\mathrm{\π}+v_{q_1\_\mathrm{ref}}\sin 8/5\mathrm{\π}+v_{d_3\_\mathrm{ref}}\cos 4/5\mathrm{\π}+v_{q_3\_\mathrm{ref}}\sin 4/5\mathrm{\π}+v_{0\_\mathrm{ref}})$（5）优化逆变器五个桥臂功率管的导通时间，具体步骤如下：a.对五个桥臂功率管的导通时间进行排序，设最大值为T₁^P，最小值为T₅^P；b.定义逆变器两个零矢量的作用时间分别为T₀、T₃₁，得到T₀=T_s‑T₁^P，T₃₁=T₅^P；c.定义T’₀、T’₃₁为优化后的零矢量的作用时间，表示为T’₀=T’₃₁=1/2(Ts‑T₁^P+T₅^P)；d.定义T_a′、T_b′、T_c′、T_d′、T_e′为优化后的逆变器五个桥臂上功率管的导通时间，可表示为T_i'＝T_i‑T₅^p+T'₃₁，i=a、b、c、d、e；（6）输出开关控制信号，上述时间分别对应着各相开关的占空比，将其分别与三角载波信号进行比较后产生五相逆变器所需的PWM信号。