[发明专利]一种SVPWM调制方法

摘要

本发明提供了一种SVPWM调制方法。本发明中的SVPWM调制方法属于三段式调制方法，在计算SVPWM调制波的Tk、Tk+1和T0的过程中，先不考虑逆变器输出频率和幅值的影响，仅考虑每个扇区有几个SVPWM调制波n，用周期为的单位直角锯齿波对调制信号、和做规则采样并做表。通过查表获得相邻两个非零矢量和零矢量在这个调制波内的转角比，然后与调制周期Ts和幅度系数a相乘，所得结果就是这个SVPWM调制周期的Tk、Tk+1和T0。之后以Tk、Tk+1和T0为输入，以Vk、Vk+1和V0为输出，通过组合逻辑可生成SVPWM调制逆变桥的驱动波。本发明可解决传统SVPWM调制过程中具有大量繁琐计算的问题。

主权项

一种SVPWM调制方法，其特征是，包括如下步骤：第一步：三相逆变桥的六只功率开关器件具有八种状态，这八种状态对应电压空间矢量的八个基本矢量，八个基本矢量包括六个非零矢量和两个零矢量，六个非零矢量分别为V1(100)、V2(110)、V3(010)、V4(011)、V5(001)和V6(101)，两个零矢量分别为V8(000)和V7(111)；这八个基本矢量构成了由六个扇区组成的基本矢量空间；第二步：设置每个扇区内的SVPWM调制波的个数为n，且n为偶数；在任一SVPWM调制波内，合成的参考电压矢量Vref由所在扇区的两个相邻非零矢量Vk、Vk+1以及零矢量V8(000)或V7(111)按作用时间比例构成，k为1、2、3、4或5；在每个扇区内，奇调制波和偶调制波交替成对出现，且两者以不同的零矢量结束；每次矢量间的切换，仅有一个逆变桥臂的开关切换；参考电压矢量Vref的表达式为：Vref=TkTsVk+Tk+1TsVk+1+T0TsV0---(1)]]> 式(1)中，V0为零矢量V8(000)或V7(111)，Ts为SVPWM调制周期，Tk为矢量Vk所作用的时间，Tk+1为矢量Vk+1所作用的时间，T0为矢量V0所作用的时间； Ts、Tk、Tk+1的表达式如下： Ts＝Tk+Tk+1+T0    (2)Tk=3VrefTsUdcsin(π3-θ)---(3)]]>Tk+1=3VrefTsUdcsinθ---(4)]]>式(3)和式(4)适用于第一扇区，θ为参考电压矢量Vref的旋转角度，且Udc是逆变器直流母线电压；第三步：在第一扇区内，令则有：pk=TkTs=asin(π3-θ)---(5)]]>pk+1=Tk+1Ts=asinθ---(6)]]>p=Ts-T0Ts=TkTs+Tk+1Ts=acos(π6-θ)---(7)]]>p0=Ts-Tk-Tk+1Ts=TsTs-TkTs-Tk+1Ts=1-acos(π6-θ)---(8)]]>式(5)、(6)、(7)和(8)中，a为幅度系数，且 第四步：令a＝1，则有：pk=TkTs=sin(π3-θ)---(9)]]>pk+1=Tk+1Ts=sinθ---(10)]]>p=Ts-T0Ts=TkTs+Tk+1Ts=cos(π6-θ)---(11)]]>p0=Ts-Tk-Tk+1Ts=TsTs-TkTs-Tk+1Ts=1-cos(π6-θ)---(12)]]> 第五步：在第一扇区内，用周期为Δθ＝π/3×n的单位直角锯齿波分别对公式(9)中的pk、公式(10)中的pk+1和公式(12)中的p0做规则采样，采样值分别为xki、x(k+1)i和x0i，i＝1～n；第六步：在第一扇区内，根据采样值xki、x(k+1)i和x0i，计算每一SVPWM调制波内基本矢量作用的时间；所依据的计算公式如下：Tki＝aTsxki    (13)T(k+1)i＝aTsx(k+1)i    (14)T0i＝aTsx0i    (15)式中，Tki为第i个SVPWM调制波中矢量Vk所作用的时间，T(k+1)i为第i个SVPWM调制波中矢量Vk+1所作用的时间，T0i为第i个SVPWM调制波中矢量V0所作用的时间；Ts＝1/fs，fs为SVPWM调制频率，且fs＝6×n×f，f为逆变器的输出频率；第七步：按照上述在第一扇区内计算Tki、T(k+1)i和T0i的方法，计算其他五个扇区内的Tki、T(k+1)i和T0i，其他五个扇区内的Tki、T(k+1)i和T0i，与第一扇区内对应的Tki、T(k+1)i和T0i相同；第八步：作以nTs为时钟宽度的六路选择开关信号，用于作为确定参考电压矢量Vref所在扇区的选通信号；第九步：在任一扇区内，作周期为2Ts的开关信号，用于控制奇调制波和偶调制波的产生；第十步：以Tk、Tk+1和T0为输入，以Vk、Vk+1和V0为输出，列出真值表和卡诺图表，分别得出每一扇区内用于控制三相逆变桥的六只功率开关器件的驱动方程。