一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法

文档序号:9633431阅读:534来源:国知局
一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法
【专利说明】一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]由于逆变器价格不断下滑,逆变器厂家为了保证其市场的竞争力,所承受的降成本压力也日益严重。每个逆变器厂家都在寻找可以减少生产成本的方案,其中最受关注的就是逆变电感的成本。逆变电感价格昂贵,在逆变器成本中占了较大的比例。此外,逆变电感本身也很笨重,若能在其中做一些改善,可以大大减小逆变器的体积和重量,使产品具有更大的市场竞争能力。然而,由于受到其他功率电子器件性能的影响,比如开关管子,逆变电路的开关频率一直无法得到突破性的提升,使通过减小逆变电感感值和体积而达到降低逆变器成本的方法,受到了很大的局限。
[0005]

【发明内容】

[0006]本发明的目的是提供一种基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的调制方法,通过调节电压矢量的作用顺序,在同样的管子开关频率下,使输出电流纹波的频率倍增,不再受功率电子器件的性能所局限。
[0007]为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法,所述调制方法包括以下步骤:
(1)在一个开关周期中,确定参考电压矢量所在的扇区;
(2)将组成所述扇区的第一有效矢量和第二有效矢量合成为所述参考电压矢量,当所述参考电压矢量靠近所述第一有效矢量时,将所述第一有效矢量的作用时间等分,使所述第二有效矢量的作用时间在被等分的两段所述第一有效矢量的作用时间之间;
(3)设定其中一个零矢量作用一次,使所述零矢量的作用时间在被等分的前段所述第一有效矢量的作用时间之前,或者使所述零矢量的作用时间在被等分的后段所述第一有效矢量的作用时间之后。
[0008]优选地,当所述参考电压矢量与所述扇区的中心线方向相同时,等分所述第一有效矢量或所述第二有效矢量。
[0009]优选地,在两电平拓扑的空间电压矢量分布中,包括:
V1、V2、V3、V4、V5、V6六个有效矢量,六个所述有效矢量组成六个扇区,每个所述扇区均为60度;
V0、V7两个零矢量;
当所述参考电压位于所述VI和所述V2之间的所述扇区中时,在一个开关周期中,合成所述参考电压的有效矢量作用顺序有四种,包括:
(a)VO — VI — V2 — VI ;
(b)Vl— V2 — VI — VO ;
(c)V7— V2 — VI — V2 ;
(d)V2 — VI — V2 — V70
[0010]由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法,通过调节电压矢量的作用顺序,在同样的管子开关频率下,使输出电流纹波的频率倍增,减低了输出电流纹波的幅值。在相同的管子开关频率和同样输出电流纹波的幅值的条件下,减低了对电感感值的需求,从而减低了逆变电感的成本。
[0011]
【附图说明】
[0012]附图1为两电平逆变器的电压空间矢量图;
附图2为两电平逆变器的电压空间矢量第一大扇区的示意图;
附图3为两电平CSVPWM调制方式的管子驱动信号的示意图;
附图4为两电平“0121”调制方式的管子驱动信号的示意图;
附图5为两电平CSVPWM调制方式的管子驱动信号和所产生的R相输出电流纹波的示意图;
附图6为两电平“0121”调制方式的管子驱动信号和所产生的R相输出电流纹波的示意图;
附图7为CSVPWM与本发明两电平“0121”调制方式的输出电流对比示意图;
附图8为矢量作用顺序对输出电流纹波的影响的示意图(参考电压处于第一大扇区);
附图9为矢量作用顺序和调制比对输出电流纹波的影响的示意图(固定参考电压角度);
附图10为三电平逆变器的电压空间矢量图;
附图11为三电平逆变器的电压空间矢量第一大扇区的示意图。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
[0015]上述一种基于空间电压矢量脉宽调制的调制方法,包括以下步骤:
(1)在一个开关周期中,确定参考电压矢量所在的扇区;
(2)将组成扇区的第一有效矢量和第二有效矢量合成为参考电压矢量,当参考电压矢量靠近第一有效矢量时,将第一有效矢量的作用时间等分,使第二有效矢量的作用时间在被等分的两段第一有效矢量的作用时间之间;
(3)设定其中一个零矢量作用一次,使零矢量的作用时间在被等分的前段第一有效矢量的作用时间之前,或者使零矢量的作用时间在被等分的后段第一有效矢量的作用时间之后。
[0016]当参考电压矢量与扇区的中心线方向相同时,等分第一有效矢量或第二有效矢量均可。
[0017]参见图1-2所示,在两电平拓扑的空间电压矢量分布中,包括:
V1、V2、V3、V4、V5、V6六个有效矢量,六个有效矢量组成六个扇区,每个扇区均为60度; V0、V7两个零矢量;
当参考电压位于有效矢量VI和有效矢量V2之间的扇区中时,在一个开关周期中,合成参考电压的有效矢量作用顺序有四种,包括:
(a)V0 — VI — V2 — VI (简称 “0121”);
(b)Vl— V2 — VI — VO (简称 “1210”);
(c)V7— V2 — VI — V2(简称 “7212”);
(d)V2 — VI — V2 — V7(简称 “2127”);
在顺序(a)和顺序(b)中,参考电压较为靠近有效矢量VI,因此将有效矢量VI的有效作用时间等分后,使有效矢量V2的有效作用时间处于被等分的两段有效矢量VI的有效作用时间之间;
在顺序(c)和顺序(d)中,参考电压较为靠近有效矢量V2,因此将有效矢量V2的有效作用时间等分后,使有效矢量VI的有效作用时间处于被等分的两段有效矢量V2的有效作用时间之间。
[0018]通过矢量作用顺序的正确选择,减小有效矢量和参考电压矢量之间的瞬间差距,还可以减小输出电流纹波。
[0019]参见图3-4所示
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