专利名称：一种空间矢量脉宽调制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及脉宽调制技术，尤其涉及一种空间矢量脉宽调制方法及装置。
背景技术：
空间矢量脉宽调制(SpaceVector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)技术是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，用变换器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，由它们比较的结果决定变换器的开关，形成PWM波形。传统的SVPWM技术主要将输入的差模信号作为调制对象，其输出PWM共模电压并未作为控制对象，较高的共模电压在变频器、光伏或其他对共模电压要求较高的领域会引 起对地漏电流增加、电磁干扰严重等不良影响。在公开号为CN2794029的专利中，公开了一种带有能滤除共模电压的反馈有源低通滤波装置的变频器。这种采用反馈有源低通滤波装置等电路方式来抑制共模电压的方法，在电路中增加了硬件，使得电路结构更加复杂庞大，且不够灵活。因此，在实际应用中，通常采用基于控制策略改进的共模电压抑制方法，这种软件实现方式简单、灵活、无需额外硬件。在基于控制策略改进的SVPWM共模电压抑制方法中，常见的是在27个基本矢量中选择共模电压较小或为零的冗余小矢量来合成目标电压矢量，使得变流器输出共模电压得到抑制或者消除。在这种方法中，虽然能够获得较好的共模电压特性，但是由于只选择部分基本矢量，导致直流母线电压利用率降低，且各种谐波含量有所增加，影响了脉宽调制的效果。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种空间矢量脉宽调制方法及装置，不仅可以减小输出的共模分量而且不会导致直流母线电压利用率降低和输出谐波含量增加。本申请第一方面提供了一种空间矢量脉宽调制方法，包括在逆变器输出中等效注入一谐波分量；计算合成逆变器输出电压空间矢量的各空间矢量的作用时间，包括第一空间矢量的作用时间T1、第二空间矢量的作用时间T2及第三空间矢量的作用时间T3，其中，所述第一空间矢量包括互为冗余的第一冗余小矢量及第二冗余小矢量；配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb，以使逆变器输出的瞬时共模电压分量与等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量相互抵消，所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb满足= VTb=T1 ；根据所述各空间矢量的作用时间、所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb生成脉宽调制控制信号。
在第一种可能的实施方式中，所述在逆变器输出中等效注入一谐波分量的一种实现方式为在调制波中加入一谐波分量。结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述逆变器为三相三电平逆变器，所述第二空间矢量为零空间矢量，所述配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb —种优选的方法为修正所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式，修正后的所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式为Vcoffllsvpwm = N1A T1VJN2 (I-A) T1Vd^N3T3Vdc其中V_|svp 为所述逆变器输出的瞬时共模电压分量，A为协调因子，N1为所述第一冗余小矢量的共模贡献参数，N2为所述第二冗余小矢量的共模贡献参数，N3为所述第三 空间矢量的共模贡献参数，Vdc为直流母线电压；根据所述使逆变器输出的瞬时共模电压分量与所述谐波的瞬时共模电压分量相互抵消的原则计算所述协调因子的值，具体为所述等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量V_|s_的计算公式为
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_ 9] Kon, w = hmco%{ne)-VdJ其中n为谐波次数，m为调制比，b为谐波分量与基波的比例，Vd。为直流母线电压，根据VMm| svpwm+VMm|spwm=0计算出所述协调因子X的值；根据所述协调因子\的值配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb,具体为^a=T1* A，Tb=T1* (I-A)0结合第一方面的第一种及第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述注入到逆变器输出的谐波次数优选为3次谐波。本申请第二方面提供一种空间矢量脉宽调制装置，包括谐波注入模块，用于在逆变器输出中等效注入一谐波分量；计算模块，用于计算合成逆变器输出电压空间矢量的各空间矢量的作用时间，包括第一空间矢量的作用时间T1、第二空间矢量的作用时间T2及第三空间矢量的作用时间T3，其中，所述第一空间矢量包括互为冗余的第一冗余小矢量及第二冗余小矢量；配置模块，用于配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb，以使逆变器输出的瞬时共模电压分量与等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量相互抵消，所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb满足AJTb=T1 ；脉冲生成模块，用于根据计算模块送来的所述各空间矢量的作用时间、配置模块送来的所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb生成脉宽调制控制信号。在第一种可能的实施方式中，所述谐波注入模块中，在逆变器输出中等效注入一谐波分量的一种实现方式为在调制波中加入一谐波分量。结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述逆变器为三相三电平逆变器，所述第二空间矢量为零空间矢量，所述配置模块包括
修正单元，用于修正所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式，修正后的所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式为 Vcoffllsvpwm = N1A T1VJN2 (I-A) T1Vd^N3T3Vdc其中V_|svp 为所述逆变器输出的瞬时共模电压分量，A为协调因子，N1为所述第一冗余小矢量的共模贡献参数，N2为所述第二冗余小矢量的共模贡献参数，N3为所述第三空间矢量的共模贡献参数，Vdc为直流母线电 压；协调因子计算单元，用于根据所述修正单元的所述修正后的所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式和所述使逆变器输出的瞬时共模电压分量与所述谐波的瞬时共模电压分量相互抵消的原则计算所述协调因子的值，具体为所述等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量V_|s_的计算公式为
权利要求
1.一种空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，包括 在逆变器输出中等效注入一谐波分量； 计算合成逆变器输出电压空间矢量的各空间矢量的作用时间，包括第一空间矢量的作用时间T1、第二空间矢量的作用时间T2及第三空间矢量的作用时间T3，其中，所述第一空间矢量包括互为冗余的第一冗余小矢量及第二冗余小矢量； 配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb，以使逆变器输出的瞬时共模电压分量与等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量相互抵消，所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb满足Ta+Tb=T1 ； 根据所述各空间矢量的作用时间、所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb生成脉宽调制控制信号。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述在逆变器输出中等效注入一谐波分量的实现方式为在调制波中加入一谐波分量。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述逆变器为三相三电平逆变器； 所述第二空间矢量为零空间矢量，所述配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb方法为 修正所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式，修正后的所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式为Vcomlsv卿= N1A T1VJN2 (I- A ) T1Vd^N3T3Vdc 其中V_|svp 为所述逆变器输出的瞬时共模电压分量，A为协调因子，N1为所述第一冗余小矢量的共模贡献参数，N2为所述第二冗余小矢量的共模贡献参数，N3为所述第三空间矢量的共模贡献参数，Vdc为直流母线电压； 根据所述使逆变器输出的瞬时共模电压分量与所述谐波的瞬时共模电压分量相互抵消的原则计算所述协调因子的值，具体为 所述等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量Vcot1spm的计算公式为
4.根据权利要求I至3任一项所述的方法，其特征在于，所述等效注入到逆变器输出的谐波为3次谐波。
5.一种空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，包括 谐波注入模块，用于在逆变器输出中等效注入一谐波分量； 计算模块，用于计算合成逆变器输出电压空间矢量的各空间矢量的作用时间，包括第一空间矢量的作用时间T1、第二空间矢量的作用时间T2及第三空间矢量的作用时间T3，其中，所述第一空间矢量包括互为冗余的第一冗余小矢量及第二冗余小矢量； 配置模块，用于接收计算模块的第一空间矢量的作用时间T1，并配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb，以使逆变器输出的瞬时共模电压分量与谐波注入模块中等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量相互抵消，所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb满足=TJTb=T1 ； 脉冲生成模块，用于根据计算模块送来的所述各空间矢量的作用时间、配置模块送来的所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb生成脉宽调制控制信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述谐波注入模块中，在逆变器输出中等效注入一谐波分量的实现方式为在调制波中加入一谐波分量。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述逆变器为三相三电平逆变器，所述第二空间矢量为零空间矢量，所述配置模块包括 修正单元，用于修正所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式，修正后的所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式为Vcomlsv卿= N1A T1VJN2 (I- A ) T1Vd^N3T3Vdc 其中V_|svp 为所述逆变器输出的瞬时共模电压分量，A为协调因子，N1为所述第一冗余小矢量的共模贡献参数，N2为所述第二冗余小矢量的共模贡献参数，N3为所述第三空间矢量的共模贡献参数，Vdc为直流母线电压； 协调因子计算单元，用于根据所述修正后的所述逆变器输出的瞬时共模电压分量的计算公式和所述使逆变器输出的瞬时共模电压分量与所述谐波的瞬时共模电压分量相互抵消的原则计算所述协调因子的值，具体为 所述等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量Vcot1spm的计算公式为Vcomlspwm =bmcos(30)^VdcT 其中n为谐波次数，m为调制比，b为谐波分量与基波的比例，Vd。为直流母线电压，根据Vc^v^+V。。^ =。计算出所述协调因子\的值； 配置执行单元，用于根据所述协调因子计算单元计算出的所述协调因子X的值配置所述第一冗余小矢量的作用时间Ta和所述第二冗余小矢量的作用时间Tb，具体为Ta=T1* 入，Tb=T1* (I-A)0
8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，所述等效注入到逆变器输出的谐波为3次谐波。
全文摘要
本发明涉及脉宽调制技术，公开了一种空间矢量脉宽调制方法及装置。本发明的方法的主要思想为在逆变器输出中等效注入一谐波分量，配置冗余小矢量的作用时间从而使逆变器输出的瞬时共模电压分量与等效注入到逆变器输出的谐波分量的瞬时共模电压分量相互抵消，从而消除逆变器输出的瞬时共模电压分量。根据上述方法本发明还提供了与之相应的一种空间矢量脉宽调制装置。采用本发明，可以有效减小逆变器输出电压中的共模电压分量，并保持直流母线电压的高利用率，提高系统效率。
文档编号H02M7/48GK102780410SQ201210261448
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者刘云峰, 刘小琴, 张镇 申请人:华为技术有限公司