一种空间矢量过调制处理方法与流程

本发明涉及一种用于提高逆变器输出电压或增大电机最大输出转矩的空间矢量过调制处理方法。

背景技术：

脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，使逆变器的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，空间矢量调制技术SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是电力电子领域中，尤其是电机控制领域中常用调制技术，SVPWM的主要思想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，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。SVPWM方法将逆变系统和同步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。

在电气传动中，为了提高逆变器的输出电压以及在电机控制中增大电机的最大输出转矩，往往需要采用到过调制技术。由于发生过调制现象时，空间矢量落于非线性调制区，计算难度大，现有的过调制方法虽然可以获得准确的计算值，但是计算方法过于复杂，而微处理器的处理能力有限，往往不适合工程实际应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种空间矢量过调制处理方法，其计算简单，易于实现，适合工程应用。

为了达成上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明空间矢量过调制处理方法，包括以下步骤：

首先计算电压参考矢量所在扇区，判断电压参考矢量所在位置是否超过线性调制区，如未超过线性调制区即认为不进行过调制，如电压参考矢量落入非线性调制区，即判定为需要过调制。过调制的处理过程如下：

（1）将所述电压参考矢量所在扇区进一步划分为N个相等的区间，得到N+1个矢量值，并获得矢量表。

（2）判断电压参考矢量所在区间，电压参考矢量所在区间为N个区间中的一个区间。

（3）在该区间内找出与电压参考矢量最近的矢量值，查矢量表得到电压参考矢量的近似等效值，该近似等效值即作为所述过调制处理方法的最终输出值。

所述N大于等于2，N值越大，算法精度越高，但处理工作量越大。

所示方法中第（3）步骤中找出与电压参考矢量最近的矢量值方法是通过计算所述电压参考矢量与所在区间内的两个相邻的电压矢量的夹角，夹角更小的电压矢量认为是与电压参考矢量最近的矢量值。

本发明一种空间矢量过调制处理方法，可提高算法的运行效率，使计算工作量大大减小，提高控制系统的动态响应速度，易于实现。

附图说明

图1是本发明过调制处理方法流程图。

图2是本发明空间矢量图的一个实施例。

图3是本发明运行效果图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示：所述方法包括以下步骤：首先计算电压参考矢量所在扇区，在本实施例中电压参考矢量Uref在空间矢量调制算法中的第I扇区，判断电压参考矢量所在位置是否超过线性调制区，如未超过线性调制区即认为未发生过调制，如电压参考矢量落入非线性调制区，即判定为发生过调制，图2中的圆形外部区域即为非线性调制区。在本实施例中，电压参考矢量Uref落入了非线性调制区。过调制处理方法如下：

（1）将所述电压参考矢量所在扇区进一步划分为N个相等的区间，得到N+1个矢量值，并获得矢量表；在本实施例中，划分为4个区域，即N=4，每个区域大概占有15°的区间，共获得了5个电压矢量，即U1，U2，U3，U4，U5。该5个矢量即构成了矢量表。

（2）判断电压参考矢量所在区间，电压参考矢量所在区间为N个区间中的一个区间；在本实施例中电压参考矢量落在了U2与U4之间的区域。

（3）在该区间内找出与电压参考矢量最近的矢量值，找出与电压参考矢量最近的矢量值方法是通过计算所述电压参考矢量与所在区间内的两个相邻的电压矢量的夹角，夹角更小的认为是与电压参考矢量最近的矢量值，在本实施例中，与电压参考矢量临近的两个矢量U2，U4，其中U2与Uref的夹角更小，查矢量表得到电压参考矢量的近似等效值U2，U2即作为所述过调制处理方法的最终输出值。从图3可看出本发明和复杂的过调制处理算法两者运行效果相差不大，可以达到工程应用的要求。

与传统的处理方式相比，有以下优势：

（1）该方法主要依靠查表的方法选择合适的近似矢量，该方法简单实用，运算量很小，合理的利用了程序存储空间，以获得更好的程序执行效率；

（2）通过N值的选取，可灵活权衡算法的精度以及处理工作量，以达到工程实用的最佳效果；

（3）由于程序处理效率更高，在过调制区间内会使控制对象获得更好的动态特性。

本发明公开一种空间矢量过调制处理方法，所述方法包括以下步骤：首先计算电压参考矢量所在扇区，判断电压参考矢量所在位置是否超过线性调制区，如未超过线性调制区即认为未发生过调制，如超过线性调制区判定为发生过调制，并将所在扇区进一步划分为N个相等的区间，得到N+1个矢量值，判断电压参考矢量所在区间，并通过查表的方法用该区间内与其最近的矢量值近似等效。此种方法可提高算法的运行效率，使计算工作量大大减小，提高控制系统的动态响应速度，易于实现。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。