专利名称：一种空间电压矢量脉宽调制方法
技术领域：
本发明涉及一种空间电压矢量脉宽调制方法。
背景技术：
传统SVPWM(空间电压矢量脉宽调制)算法中，各空间矢量作用时间的获得是基于计算三角函数值的，需要进行复杂的正弦函数和反正切函数计算。其算法步骤为将合成电压量在α-β两相直角坐标系下进行分解，通过反正切函数求出合成矢量的相角Θ，根据相角判断矢量所在扇区并确定电压矢量，并由上式计算各电压空间矢量的作用时间。可见传统SVPWM算法复杂，计算量大，计算精度以及控制系统的实时性将会受到不可忽视的影响。以第II扇区为例，对于任意合成矢量，传统SVPWM算法中各电压空间矢量的作用时间为式中θ -合成电压矢量与U1的夹角；T0-零矢量U0,7的作用时间；T2-电压矢量U2的作用时间；T3-电压矢量U3的作用时间；Ts-开关周期；Ud。_直流母线电压；U1-需要输出的电压矢量。另外，传统SVPWM技术判断參考电压矢量所在扇区的一般方法是根据Ua和U0计算出电压矢量的幅值，再结合Ua和U0的符号进行判断，其中Ua和U0为三相输入在α-β 两相直角坐标系下的分量。这种方法由于含有非线性函数，计算复杂，导致系统效率下降。
发明内容
本发明目的是提出一种空间电压矢量脉宽调制方法，其解决了现有调制方法包含复杂的在线实时三角函数转换计算和角度计算导致的计算复杂、系统效率低的技术问题。本发明的技术解决方案是
一种空间电压矢量脉宽调制方法，其特殊之处在于包括以下步骤1 測量三相输入 in W]、in [1]、in [2]；2确定三相输入在α-β两相直角坐标系下的分量Ua和U0 :ua = 2/3*in
-l/3*in[l]-l/3*in[2]，U0 = 0. 577*(in[l]_in[2])；3根据1和U0计算出电压矢量的幅值url、ur2、ur3 url = u0，ur2 = 0. 8660254037844386*ua-0. 5*u0，ur3 = _ur トur2 ；4根据电压矢量的幅值判断扇区号如果 url > 0，贝U sector = 1，如果 ur2 > 0，则 sector = sector+2,如果 ur3 > 0,则 sector = sector+4 ；其中sector为扇区号；5构造3个矢量ux/uY/uz Ux = U0,uY = 0. 866*u a+0. 5*u0,uz = Ux-Uy ；6根据扇区号及ux/uY/uz得到包含输出占空比信息的三相信号Tu、Tv, Tw 如果sector=1，则令Tl=Uz ；T2=uY ；得到 Tv =0 ； Tu =Tv+TlTwTu+t2
如果sector=2，则令Tl=uY ；T2=ux ；得到 Tu =0 ； Tw =Tu+TlV =Tw+T2
如果sector=3，则令Tl=Uz ；T2=ux ；得到 Tu =0 ； Tv =Tu+TlTw =Tv+T2
如果sector=4，则令Tl=Ux ；T2=uz ；得到 Tw =0 ； Tv =Tw+TlTu =Tv+T2
如果sector=5，则令Tl=Ux ；T2=uY ；得到 Tv =0 ； TwTv+TlTu =Tw+T2
如果sector=6，则令Tl=uY ；T2=uz ；得到 Tw =1) ； Tu =Tw+TlTv =Tu+T27得到包含输出占空比信息的三相信号Tu/Tv/Tw后，进行相应的触发控制，完成脉冲的生成。本发明的优点1、本发明是ー种SVP丽的简化算法，其通过两相静止直角坐标系下的电压分量， 可以推导出各扇区空间矢量作用时间与两相静止直角坐标系下电压分量的线性矩阵关系表达式，并通过离线计算各扇区的转换矩阵，以避免复杂的在线实时三角函数转换计算，降低其对系统资源的占用。2、本发明采用了一种简单快捷的判断參考电压矢量所在扇区的方法，该方法不含角度计算，计算简単，明显提高了实时性。
具体实施例方式本发明空间电压矢量脉宽调制方法，包括以下步骤1 測量三相输入 in W]、in [1]、in [2]；2确定三相输入在α-β两相直角坐标系下的分量Ua和U0
ua = 2/3*in
-l/3*in[l」-l/3*in[2]，U0 = 0. 577*(in[l]_in[2])；3根据1和U0计算出电压矢量的幅值111~1、1^2、1^3:Url = U0,ur2 = 0. 8660254037844386*ua-0. 5*u0，ur3 = _ur トur2 ；4根据电压矢量的幅值判断扇区号如果 url > 0，贝U sector = 1，如果 ur2 > 0，则 sector = sector+2,如果 ur3 > 0,则 sector = sector+4 ；其中sector为扇区号；5构造3个矢量ux/uY/uz Ux = U0,uY = 0. 866*ua+0. 5*u0,uz = Ux-Uy ；6根据扇区号及ux/uY/uz得到包含输出占空比信息的三相信号Tu、Tv, Tw如果sector=1，则令Tl=Uz ；T2=Uy ；得到Tv =π ； Tu =Tv+TlTwTu+t2
如果sector=2，则令Tl=uY ；T2=Ux ；得到Tu =0 ； Tw =Tu+TlV =Tw+T2
如果sector=3，则令Tl=Uz ；T2=Ux ；得到Tu =0 ； Tv =Tu+TlTw =Tv+T2
如果sector=4，则令Tl=Ux ；T2=Uz ；得到Tw0 ； Tv =Tw+TlTu =Tv+T2
如果sector=5，则令Tl=Ux ；T2=Uy ；得到V =0 ； TwTv+TlTu =Tw+T2
如果sector=6，则令Tl=uY ；T2=Uz ；得到Tw1) ； Tu =Tw+TlTv =Tu+T27得到包含输出占空比信息的三相信号Tu/Tv/Tw后，进行相应的触发控制，完成脉冲的生成。本发明原理本发明通过构造变量Url、Ur2、Ur3，可判断出电压矢量所处扇区位置，进而重新构造參考电压矢量ux/uY/uz，根据扇区号及ux/uY/uz得到包含输出占空比信息的三相信号Tu、 Tv、Tw，解决了现有调制方法包含复杂的在线实时三角函数转换计算和角度计算导致的计算复杂、系统效率低的技术问题。本发明流程Ua = 2/3*in
- l/3*in[l] - l/3*in[2]; up = 0.577*(in[l] -in[2]); url = up；
ur2 = 0.8660254037844386*ua - 0.5*up; ur3 = -url - ur2; if(url>0)
sector = 1 ； if(ur2>0)
sector = sector + 2; if(ur3>0)
sector = sector + 4;in
/in[l]/in[2]为三相输入，本发明通过Ua和U0可构造3个矢量ux/uY/uz，根据扇区号及ux/uY/uz，可得到包含输出占空比信息的三相信号Tu/Tv/Tw。
6Ux = Up；
Uy = 0.866* Ua+0.5* Up；
Uz = Ux - ΙΙγ;
if (sector=!)
Tl = uz； T2 = uY; Tv = O; Tu = Tv+Tl; Tw = Tu+t2;
else if (sector=2)
Tl = uY; T2 = ux; Tu = O; Tw = Tu+Tl; Tv = Tw+T2;
else if (sector=3)
Tl = uz;
T2 = Ux Tu = O; Tv = Tu+Tl; Tw = Tv+T2;else if (sector=4) {
Tl = ux; T2 = uz； Tw = O; Tv = Tw+Tl; Tu = Tv+T2;
}
else if (sector=5) {
Tl = ux;
T2 = UY;
Tv = O; Tw = Tv+Tl; Tu = Tw+T2;
}
else if (sector=6)
Tl =uY；T2 =uz；Tw =O;Tu =Tw+TlTv =Tu+T2:
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权利要求
1. 一种空间电压矢量脉宽调制方法，其特征在于包括以下步骤 1測量三相输入in
、in[l]、in[2]； 2确定三相输入在α-β两相直角坐标系下的分量ua和U0 ua = 2/3*in
-l/3*in[l]-l/3*in[2]， U0 = 0. 577*(in[l]-in[2])；3根据1和U0计算出电压矢量的幅值url、ur2、ur3 url =U0,ur2 = 0. 8660254037844386*ua-0. 5*u0， ur3 = _url_ur2 ；4根据电压矢量的幅值判断扇区号 如果 url > 0，贝Ij sector = 1， 如果 ur2 > 0,则 sector = sector+2, 如果 ur3 > 0,贝Ij sector = sector+4 ； 其中sector为扇区号； 5构造3个矢量ux/uY/uz ux = u 0,uY = 0. 866*ua+0. 5*u0, uz = ux-uY ；6根据扇区号及ux/uY/uz得到包含输出占空比信息的三相信号Tu、Tv, Tw 如果 sector = 1，则令 Tl = Uz ；T2 = uY ；得到 Tv = 0 ；Tu = Tv+Tl ；Tw = Tu+t2 ； 如果 sector = 2，则令 Tl = uY ；T2 = Ux ；得到 Tu = 0 ；Tw = Tu+Tl ；Tv = Tw+T2 ； 如果 sector = 3，则令 Tl = Uz ；T2 = Ux ；得到 Tu = 0 ；Tv = Tu+Tl ；Tw = Tv+T2 ； 如果 sector = 4，则令 Tl = Ux ；T2 = Uz ；得到 Tw = 0 ；Tv = Tw+Tl ；Tu = Tv+T2 ； 如果 sector = 5，则令 Tl = Ux ；T2 = uY ；得到 Tv = 0 ；Tw = Tv+Tl ；Tu = Tw+T2 ； 如果 sector = 6，则令 Tl = uY ；T2 = Uz ；得到 Tw = 0 ；Tu = Tw+Tl ；Tv = Tu+T2 ； 7得到包含输出占空比信息的三相信号Tu/Tv/Tw后，进行相应的触发控制，完成脉冲的生成。
全文摘要
本发明涉及一种空间电压矢量脉宽调制方法，通过两相静止直角坐标系下的电压分量，可以推导出各扇区空间矢量作用时间与两相静止直角坐标系下电压分量的线性矩阵关系表达式，并通过离线计算各扇区的转换矩阵，以避免复杂的在线实时三角函数转换计算，降低其对系统资源的占用，解决了现有调制方法包含复杂的在线实时三角函数转换计算和角度计算导致的计算复杂、系统效率低的技术问题。
文档编号H02M1/00GK102545549SQ20111044228
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者李春龙 申请人:西安赛博电气有限责任公司