专利名称：一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空间矢量脉宽调制方法及其系统，尤其是涉及一种主要应用于交流传动控制系统的两电平空间矢量脉宽调制的简易过调制方法及其系统。
背景技术：
脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)技术是一种现代电气系统电压输出控制方法。其原理主要基于当冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，这就是面积等效原理。脉冲宽度调制就是利用这个原理对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形(含幅值和相位)。脉冲宽度调制应用在交流传动领域，主要的功能是根据参考电压，调制出PWM波，控制主电路的开关器件从而获得与参考电压效果一致的输出电压。空间矢量脉宽调制(SVPWM，SpaceVector Pulse Width Modulation)，空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略是依据变流器空间电压矢量切换来控制变流器的一种控制策略。SVPWM早期是由日本学者针对交流电动机变频驱动而提出的，后来因其比正弦脉宽调制(SPWM)具有更高的直流侧电压利用率、更好的电机动态响应、更小的转矩脉动、同时易于数字实现等特点，因此在交流电机变频调速等得到了广泛应用。附图
I为两电平SVPWM的基本矢量的分布图。其中斤~巧是基本矢量，P1 ~f6称为有效矢量，矢量的模2*Vdc;/3，&、6的模为零，则称为零矢量，R为参考矢量。SVPWM的基本原理是利用靠近参考矢量的两个有效矢量来合成参考矢量，不足的时间用零矢量来补齐。假设参考矢量在第一扇区，假设0的作用时间为T1,P2的作用时间为T2，零矢量的作用时间为Ttl, Ts为开关周期，则根据平行四边形合成原则可得
权利要求
1.一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，包括以下步骤 (A):按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间； (B):根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制I区，或是过调制II区，从而选择不同的过调制模式； (C):若参考矢量所处的过调制区为过调制I区，则选择过调制模式一，并计算过调制模式一的补偿系数，同时根据零矢量的计算时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间； (D):若参考矢量所处的过调制区为过调制II区，则选择过调制模式二，并计算过调制模式二的补偿系数，同时根据两个有效矢量的计算时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间。
2.根据权利要求I所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，所述步骤C中根据零矢量的计算时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间的过程包括当所述的零矢量的计算时间大于零时，将零矢量的作用时间按照设定的比例和分配规则分别补偿给基本矢量中的两个有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。
3.根据权利要求2所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，所述步骤D中根据两个有效矢量的计算时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间的过程包括将计算时间短的有效矢量的作用时间按照设定比例补偿给计算时间长的有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。
4.根据权利要求I至3中任一权利要求所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，所述线性调制区的方法根据以下公式计算参考矢量的调制比 其中，UMf为参考矢量的幅值，Udc为直流侧电压。
5.根据权利要求4所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当所述参考矢量的调制比M为0. 907 < MS O. 952时，参考矢量所处的过调制区为过调制I区，同时选择过调制模式一。
6.根据权利要求4所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当所述参考矢量的调制比M为0. 952 < M < I时，参考矢量所处的过调制区为过调制II区，同时选择过调制模式二。
7.根据权利要求5所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当参考矢量处于过调制模式一时，按照以下公式计算过调制模式一的补偿系数h Ii1 = MX22. 222-20. 155 其中，M为参考矢量的调制比。
8.根据权利要求6所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当参考矢量处于过调制模式二时，按照以下公式计算过调制模式二的补偿系数k2 :k2 = MX 20. 833-19. 833 其中，M为参考矢量的调制比。
9.根据权利要求7所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当零矢量的作用时间Ttl > O时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间
10.根据权利要求7所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当零矢量的作用时间Ttl ( O时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间
11.根据权利要求8所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当两个有效矢量的作用时间T4 > T5时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间
12.根据权利要求8所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当两个有效矢量的作用时间T4 ( T5时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间
13.—种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于，包括作用时间和调制比计算单元(101)、过调制模式选择单元(102)、基本矢量作用时间计算单元(103)和基本矢量作用时间输出单元(104);所述作用时间和调制比计算单元(101)的输入给定为参考矢量，按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间，并将调制比计算结果输出至过调制模式选择单元(102);所述过调制模式选择单元(102)根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制I区，还是过调制II区，从而选择不同的过调制模式，过调制模式选择单元(102)将参考矢量所处的过调制模式选择结果输出至基本矢量作用时间计算单元(103);所述基本矢量作用时间计算单元(103)根据参考矢量所处的过调制模式计算相应过调制模式的补偿系数，从而得到经过修正的基本矢量作用时间，并将基本矢量的作用时间输出至基本矢量作用时间输出单元(104)。
14.根据权利要求13所述的一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于 所述的过调制I区设定为0. 907 < M ≤O. 952，此时参考矢量所处的过调制区为过调制I区，同时选择过调制模式一； 所述的过调制II区设定为0. 952 < MS 1，此时参考矢量所处的过调制区为过调制II区，同时选择过调制模式二； 其中，M为参考矢量的调制比。
15.根据权利要求14所述的一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于，所述基本矢量作用时间计算单元(103)根据以下规则计算相应过调制模式的补偿系数 当参考矢量处于过调制模式一时，过调制模式一的补偿系数h = MX 22. 222-20. 155 ； 当参考矢量处于过调制模式二时，过调制模式二的补偿系数k2 = MX 20. 833-19. 833 ； 其中，M为参考矢量的调制比。
16.根据权利要求15所述的一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于，所述基本矢量作用时间计算单元(103)根据以下规则得到并输出经过修正的基本矢量作用时间 当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间Ttl > O时，修正基本矢量的作用时间为
全文摘要
本发明公开了一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统，过调制方法包括以下步骤按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间；根据调制比确定参考矢量所处的过调制区，从而选择不同的过调制模式；若参考矢量处于过调制模式一，则计算过调制模式一的补偿系数，并根据零矢量的作用时间和补偿系数修正基本矢量的作用时间；若参考矢量处于过调制模式二，则计算过调制模式二的补偿系数，并根据两个有效矢量的作用时间和补偿系数修正基本矢量的作用时间。本发明克服了现有过调制方法及其系统复杂，输出电压和参考电压差别较大的技术问题，原理和实现简单，同时输出电压和参考电压保持高度一致。
文档编号H02P21/00GK102624317SQ201210115050
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者冯江华, 刘可安, 尚敬, 杨大成, 梅文庆, 甘韦韦 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司