專利名稱：：一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及交流傳動(dòng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：脈沖寬度調(diào)制(PWM:PulseWidthModulation)是交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。其功能是根據(jù)輸入的參考電壓矢量和當(dāng)前直流母線電壓，調(diào)節(jié)控制主回路功率半導(dǎo)體器件通斷的脈沖信號(hào)的寬度，使主回路輸出的基波電壓等于輸入的參考電壓矢量。空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM:SpaceVectorPulseWidthModulation)是基于電積J茲鏈軌跡跟蹤的控制思想而得到的一種PWM方法。根據(jù)調(diào)制比的不同，SVPWM可以分為線性調(diào)制和過(guò)調(diào)制。參見圖l,為三電平空間矢量脈寬調(diào)制分區(qū)示意圖。當(dāng)參考電壓矢量位于電壓空間矢量平面六邊形內(nèi)切圓以內(nèi)時(shí)，SVPWM處于線性調(diào)制區(qū)域。此時(shí)逆變器的輸出電壓與參考電壓矢量的幅值和相位相同，其輸出電壓矢量軌跡為圓形，輸出線電壓波形為正弦波。當(dāng)增大調(diào)制比時(shí)，SVPWM進(jìn)入過(guò)調(diào)制區(qū)域。此時(shí)參考電壓矢量的軌跡一部分位于基本矢量所構(gòu)成的六邊形內(nèi)，一部分位于六邊形外。當(dāng)參考電壓矢量位于六邊形外時(shí)，逆變器將無(wú)法輸出與參考電壓矢量相同大小的電壓，輸出電壓矢量的軌跡不再為圓形，輸出線電壓波形也不再為正弦波。當(dāng)繼續(xù)增大調(diào)制比使得參考電壓矢量位于六邊形的外接圓時(shí)，逆變器將工作在六階梯波模式，即進(jìn)入方波工況。當(dāng)SVPWM進(jìn)入過(guò)調(diào)制區(qū)后，如果仍舊采用線性調(diào)制區(qū)的控制方法，輸出電壓將不能隨著調(diào)制系數(shù)的增加而線性化地增加，輸出電壓將發(fā)生突變，影響電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。對(duì)于三電平逆變器，當(dāng)對(duì)參考電壓進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制時(shí)，參考電壓的幅值超過(guò)^/倍的直流側(cè)電壓，則進(jìn)入空間矢量脈寬調(diào)制的非線性區(qū)，需要對(duì)參考電壓進(jìn)行過(guò)調(diào)制。進(jìn)行過(guò)調(diào)制時(shí)，需要保證調(diào)制電壓的基波的幅值和相位與參考電壓的幅值和相位一致。現(xiàn)有技術(shù)中三電平逆變器的過(guò)調(diào)制，一般采用查表法。在過(guò)調(diào)制I區(qū)通過(guò)查表修改參考電壓的幅值以達(dá)到過(guò)調(diào)制的目的。在過(guò)調(diào)制n區(qū)通過(guò)查表^f'務(wù)改參考電壓的角度以達(dá)到過(guò)調(diào)制的目的。參見圖2a和圖2b，分別為三電平過(guò)調(diào)制I區(qū)和過(guò)調(diào)制II區(qū)需要采用的圖形。其中，圖2a為三電平逆變器調(diào)制比與交叉角的關(guān)系示意圖，用于調(diào)制比處于過(guò)調(diào)制I區(qū)；圖2b為調(diào)制比與保持角的關(guān)系示意圖，用于調(diào)制比處于過(guò)調(diào)制II區(qū)。首先，通過(guò)式(1)計(jì)算得到調(diào)制比M=+(1)、.其中，參考電壓矢量F、rZ;^為逆變器直流母線電壓。根據(jù)圖2a和圖2b獲得交叉角用于修正參考電壓幅值、或是保持角用于修的部分，如果處于弧的部分可以采用SVPWM的/>式計(jì)算作用時(shí)間，如果處于弦的部分，還需要判斷參考電壓角度的位置。現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)調(diào)制算法中，需要先根據(jù)調(diào)制比計(jì)算參考角度或保持角度，然后很據(jù)參考角度或保持角度修正參考電壓矢量的幅值和相位，還要對(duì)矢量作用時(shí)間進(jìn)行判斷和修正，實(shí)現(xiàn)步驟繁瑣，占用系統(tǒng)資源多。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中，參考角度、保持角度與調(diào)制比之間是無(wú)法用解析式表示的非線性關(guān)系，實(shí)際應(yīng)用中只能通過(guò)曲線擬合或表格描述它們之間的函數(shù)關(guān)系，從而嚴(yán)重限制了算法的精度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)，使SVPWM過(guò)調(diào)制計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，調(diào)制精度更高。本發(fā)明提供了一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法，包括以下步驟計(jì)算參考電壓調(diào)制比和參考電壓角度；將所述調(diào)制比分為第一設(shè)定區(qū)間和第二設(shè)定區(qū)間；8當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比；按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，計(jì)算參考電壓保持角；將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比；將上述計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并映射回原扇區(qū)。優(yōu)選地，所述第一i殳定區(qū)間為0.9069<MW0.9517;所述第二i殳定區(qū)間為0.9517<M.S1.0。優(yōu)選地，當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比具體為當(dāng)參考電壓角度e位于[0。，30。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比《=、4=va-l當(dāng)參考電壓角度6位于[30。，60。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比《=、一ldn=2—v—v式中v、^分別為參考電壓在a/坐標(biāo)系中分量；do為短矢量的占空比；d。d2分別為中矢量和長(zhǎng)矢量的占空比。優(yōu)選地，按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正具體包括當(dāng)短矢量的占空比大于零時(shí)，修正后的占空比為A=《+0.5A:xd。^/。—x式中do、山、d2分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比；《、《'、《分別為修正后的短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比；k為補(bǔ)償系數(shù)，且A:=Mz'x22.3214-20.2433;M,為調(diào)制比；當(dāng)短矢量的占空比小于零時(shí)，修正后的占空比為《=1—1/2<i0=0式中d0、山、d2分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比；《、《'、《分別為修正后的短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比。優(yōu)選地，根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比具體包括當(dāng)參考電壓角度e位于[O。，30。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比=0dTp=《+c/2+dQ/2#w=0《=d2+d。/2w=《+1/2+d。/2,尸=0當(dāng)參考電壓角度6位于[30。，60。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比=0t/[/p=《+d2+d。/2=c2+c。/2<《=0,w=《+c/2+d。/2P=010式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+^〉《；N表示連接到-^乂；<、《、《分別為修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量、以及中矢量的占空比。優(yōu)選地，采用下式計(jì)算參考電壓保持角=M/x10.8405-10.3169式中^為參考電壓保持角；M'為參考電壓調(diào)制比。優(yōu)選地，將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比具體包括1)當(dāng)參考電壓角度e位于[o。，a)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算=0=1=1=0=1=02)當(dāng)參考電壓角度位于[a,30。)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算:d=0i/^/p=《+d2+i/。/2=d2+d。/2,w=c/;+</2+d。/2P=0其中，《、《、《分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比，由下式計(jì)算得到a;=i—《《=0式中、、^分別為參考電壓在a〃坐標(biāo)系中分量；3)當(dāng)參考電壓角度位于[30。，60°-^)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算^=0c/t/p=《+d2+1/()/2fi「w=+fi。/2《=0,w=+dfl/2,尸=0其中，<、《、《分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比，由下式計(jì)算得到"{《=1_C2<=0式中v。、^分別為參考電壓在"/坐標(biāo)系中分量；4)當(dāng)參考電壓角度位于[60。-w,60。)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算上述式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+^《；N表示連接到-優(yōu)選地，采用下式將計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間=#wx7;=《x7;《=彥尸x7;o1o11o......=IIbbrwFp^wE/HE/<式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+乙乂；N表示連接本發(fā)明還提供了一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括基本參數(shù)計(jì)算單元，用于計(jì)算參考電壓調(diào)制比和參考電壓角度；調(diào)制比分區(qū)單元，用于將所述調(diào)制比分為第一設(shè)定區(qū)間和第二設(shè)定區(qū)間；調(diào)制參數(shù)計(jì)算單元，用于當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比，按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；當(dāng)調(diào)制比位于第二^:定區(qū)間時(shí)，計(jì)算參考電壓保持角，將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比；調(diào)制控制單元，用于將計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并映射回原扇區(qū)。優(yōu)選地，所述第一設(shè)定區(qū)間為0.9069<M、0.9517;所述第二設(shè)定區(qū)間為0.9517<MS1.0。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法，根據(jù)調(diào)制比，對(duì)過(guò)調(diào)制區(qū)域進(jìn)行劃分，分別釆用不同的過(guò)調(diào)制控制模式。當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，通過(guò)將短矢量的一部分作用時(shí)間補(bǔ)償給長(zhǎng)矢量和中矢量，實(shí)現(xiàn)PWM輸出電壓與參考電壓矢量之間的伏秒平衡，從而使輸出電壓與參考電壓矢量在相位和幅值上保持一致，且補(bǔ)償系數(shù)與調(diào)制比為線性關(guān)系。當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，先根據(jù)調(diào)制比計(jì)算參考電壓保持角；根據(jù)參考電壓矢量相角與保持角的關(guān)系直接計(jì)算出每相N作用占空比和P作用占空比，而不用改變參考電壓矢量的幅值和相角，且保持角與調(diào)制比為線性關(guān)系。最后將上述計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并映射回原扇區(qū)，完成對(duì)三電平逆變器的過(guò)調(diào)制。本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)，能夠直接調(diào)整過(guò)調(diào)制算法中基本矢量的作1用時(shí)間，大大簡(jiǎn)化了過(guò)調(diào)制算法的實(shí)現(xiàn)步驟。同時(shí)，本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)中，補(bǔ)償系數(shù)和保持角均與調(diào)制比成線性關(guān)系，便于數(shù)字實(shí)現(xiàn)和工程化應(yīng)用，也大大提高了SVPWM的精度，使輸出電壓與參考電壓矢量的相對(duì)誤差減小。圖1為三電平空間矢量脈寬調(diào)制分區(qū)示意圖；圖2a為三電平逆變器調(diào)制比與交叉角的關(guān)系示意圖；圖2b為三電平逆變器調(diào)制比與保持角的關(guān)系示意圖；圖3為典型的二極管中點(diǎn)鉗位型三電平逆變器的主回路拓樸結(jié)構(gòu)圖；圖4為三電平逆變器基本空間矢量的分布圖；圖5為典型的二電平SVPWM的電壓空間矢量分布圖；圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例的三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法流程圖；圖7為三電平逆變器過(guò)調(diào)制模式I的參考電壓矢量軌跡圖；圖8為本發(fā)明三電平過(guò)調(diào)制模式II中基本矢量作用時(shí)間變化示意圖；圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例的三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法流程圖；圖10為本發(fā)明的三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖11為基于本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制方法的參考電壓與調(diào)制電壓波形圖；圖12為參考電壓為121V時(shí)的參考電壓和調(diào)制電壓波形圖；圖13為不同調(diào)制比輸出電壓諧波頻譜圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。為了有利于本領(lǐng)域技術(shù)人員更好實(shí)施本發(fā)明，首先簡(jiǎn)要介紹一下三電平逆變器的工作原理。參見圖3，為典型的二極管中點(diǎn)鉗位型三電平逆變器的主回路拓樸結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，二極管中點(diǎn)鉗位型(NPC:NeutralPointClamped)三電平逆變器逆變輸出的每個(gè)橋臂共由V廣V4四個(gè)可關(guān)斷功率器件組成。通過(guò)控制每相功率器件V廣V4的開通和關(guān)斷，并且在任意時(shí)刻每相最多只有相鄰的兩個(gè)功率器件導(dǎo)通的條件下，每相可獲得三種不同電平+^乂、0、-^乂，用電14壓狀態(tài)符號(hào)P、O、N表示，見表l。表l:三電平逆變器每相電壓組合表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>例如對(duì)U相，當(dāng)V,和V2導(dǎo)通，V3和V4關(guān)斷時(shí)，其^r出電壓為+^，當(dāng)V2和V3導(dǎo)通，V!和V4關(guān)斷時(shí)，其4t出電壓為0;當(dāng)V3和V4導(dǎo)通，Vi和V2關(guān)斷時(shí)，其輸出電壓為-^^。由于三電平逆變器每個(gè)橋臂可有3種開關(guān)狀態(tài)，因此整個(gè)逆變器共有33=27種不同的開關(guān)組合，對(duì)應(yīng)著27個(gè)基本空間電壓矢量，圖4給出了三電平逆變器基本空間矢量的分布。根據(jù)基本空間電壓矢量的長(zhǎng)度，可將圖4中所有的基本空間電壓矢量分為四類長(zhǎng)矢量位于外六邊形的各個(gè)頂點(diǎn)，長(zhǎng)度為％^,共有6個(gè)。中矢量位于外六邊形各邊的中點(diǎn)，長(zhǎng)度為7^，共有6個(gè)。短矢量位于內(nèi)六邊形的各個(gè)頂點(diǎn)，長(zhǎng)度為XT/,共有6個(gè)。/Jc零矢量位于原點(diǎn)，長(zhǎng)度為0，共有3個(gè)。SVPWM方法是基于電機(jī)磁鏈軌跡跟蹤的控制思想而得到的一種PWM方法。為便于理解，以二電平為例說(shuō)明SVPWM的原理參見圖5,該圖為典型的二電平SVPWM的電壓空間矢量分布圖。圖中所示的^6是基本電壓矢量，巧《是有效電壓矢量，^、6則為零矢量R根據(jù)伏秒平衡原理，可得到式(2):咖//丄7ww//10(2)式中R為參考電壓矢量幅值；巧、&和氣為合成所述參考電壓矢量的三個(gè)基本電壓矢量；巧和^是有效矢量，^〃是零矢量；r2和r。分別是巧、^和U々作用時(shí)間。求解式(2)可得式(3):廠K;r7;=V^^rsin(--e)r2-V^^rsi,(3)為了算法通用性，采用計(jì)算基本電壓矢量作用時(shí)間的占空比《=T^的方式，實(shí)現(xiàn)算法與T無(wú)關(guān)的目的。如果需要計(jì)算作用時(shí)間Tx,再由7;=7^《計(jì)算得到。由式(3)可得對(duì)應(yīng)的占空比方程式(4):《=V^sin(-_P)i/2=V^2si,(4)fi0=1_《_d2當(dāng)0SMS0.9069，參考電壓矢量位于電壓空間矢量平面六邊形內(nèi)切圓以內(nèi)時(shí)，此時(shí)SVPWM處于線性調(diào)制區(qū)域，產(chǎn)生正弦輸出電壓。當(dāng)Mh0.9069時(shí)，輸出電壓將沿著正六邊形的內(nèi)切圓的軌跡運(yùn)動(dòng)。當(dāng)M〉0.9069時(shí)，逆變器電壓波形產(chǎn)生畸變，輸出電壓的幅值小于參考電壓。本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制方法是當(dāng)三電平逆變器電壓波形產(chǎn)生畸變時(shí)所對(duì)應(yīng)的SVPWM過(guò)調(diào)制方法。本發(fā)明按照調(diào)制比M將過(guò)調(diào)制區(qū)域分為兩部分，分別采用不同的控制才莫16式。設(shè)定當(dāng)0.9069<MS0.9517時(shí)，位于第一設(shè)定區(qū)，采用過(guò)調(diào)制模式；當(dāng)0.9517〈M/《1.0時(shí)，位于第二設(shè)定區(qū)，采用過(guò)調(diào)制才莫式II。當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，通過(guò)將短矢量的一部分作用時(shí)間補(bǔ)償給長(zhǎng)矢量和中矢量，實(shí)現(xiàn)PWM輸出電壓與參考電壓矢量之間的伏秒平衡，從而使輸出電壓與參考電壓矢量在相位和幅值上保持一致，且補(bǔ)償系數(shù)與調(diào)制比為線性關(guān)系。當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，先根據(jù)調(diào)制比計(jì)算參考電壓保持角；根據(jù)參考電壓矢量相角與保持角的關(guān)系直接計(jì)算出每相N作用占空比和P作用占空比，而不用改變參考電壓矢量的幅值和相角，且保持角與調(diào)制比為線性關(guān)系。參見圖6,該圖為本發(fā)明第一實(shí)施例的三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法流程圖。S601:由參考電壓矢量和直流母線電壓計(jì)算得到參考電壓的調(diào)制比M和參考電壓的角度e。具體采用下述步驟獲取調(diào)制比M和參考電壓角度6:S601a:確定參考電壓所在扇區(qū)。S601b:將參考電壓的x軸分量^、y軸分量^映射到扇區(qū)I得到、和、，再將v,和v/人"坐標(biāo)系映射到M坐標(biāo)系，計(jì)算得到^和,。S601c:計(jì)算得到參考電壓的調(diào)制比M'和參考電壓的角度6。M=^(1)、c^tan(^)-1(5)、其中，參考電壓矢量r、PV、^為逆變器直流母線電壓；、、、分別為參考電壓的x軸分量和y軸分量。S602:將所述調(diào)制比M分為第一設(shè)定區(qū)間和第二i殳定區(qū)間。當(dāng)0.9069<M、0.9517時(shí)，M'位于第一設(shè)定區(qū)間；當(dāng)0.9517<M^1.0時(shí)，M'位于第二設(shè)定區(qū)。S603:當(dāng)調(diào)制比M位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，采用過(guò)調(diào)制模式I,根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比；按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正；再根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比。當(dāng)短矢量的占空比大于零時(shí)，計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)所述補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算補(bǔ)償后的短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比；當(dāng)短矢量的占空比小于或等于零時(shí)，短矢量不作用，直接計(jì)算長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比。下面詳細(xì)介紹過(guò)調(diào)制模式I的原理及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。當(dāng)0.9069〈MS0.9517時(shí)，M位于第一設(shè)定區(qū)間，此時(shí)采用過(guò)調(diào)制模式I。參見圖7，該圖為三電平逆變器過(guò)調(diào)制模式I的參考電壓矢量軌跡圖。當(dāng)調(diào)制比M'X).9069時(shí)，參考電壓矢量K一部分位于六邊形內(nèi)，圖7中的區(qū)域M;—部分位于六邊形外，圖7中的區(qū)域N。在區(qū)域M內(nèi)，根據(jù)SVPWM計(jì)算得到的基本矢量的作用時(shí)間滿足伏秒平衡，輸出電壓能夠跟蹤參考電壓矢量，使實(shí)際參考電壓矢量為弧。在區(qū)域N內(nèi)，根據(jù)SVPWM計(jì)算得到的基本矢量的作用時(shí)間不能滿足期望的伏秒平衡，輸出電壓小于參考電壓，實(shí)際參考電壓軌跡為弦。這樣，由于在區(qū)域N中存在伏秒損失，每一個(gè)基波周期內(nèi)，調(diào)制輸出PWM電壓的基波與參考電壓之間存在偏差。由此可見，區(qū)域N中的伏秒損失是導(dǎo)致輸出電壓與參考電壓矢量存在偏差的原因。因此，本發(fā)明的過(guò)調(diào)制方法是在每個(gè)PWM周期內(nèi),利用區(qū)域M中的伏秒裕量補(bǔ)償區(qū)域N中的伏秒損失，使輸出電壓的伏秒與參考電壓矢量的伏秒平衡，以消除輸出電壓與參考電壓矢量的偏差，最終使輸出電壓等于參考電壓矢量。實(shí)現(xiàn)伏秒補(bǔ)償，只需增加參考電壓矢量位于區(qū)域M內(nèi)的幅值，用以增加長(zhǎng)矢量和中矢量的作用時(shí)間。由于PWM周期不變，短矢量作用時(shí)間將被相應(yīng)地減少，因此這等價(jià)于將原短矢量的部分作用時(shí)間用于長(zhǎng)矢量和中矢量，以增加長(zhǎng)矢量和中矢量的作用時(shí)間。其具體算法分析如下根據(jù)參考電壓的角度6判斷參考電壓的位置，采用相應(yīng)的算法分別計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比。(i)o?！秂<30。18SA1:采用式(6)計(jì)算PWM作用占空比《=、'4=v_l(6)式中do為短矢量的占空比；山和d2分別為中矢量和長(zhǎng)矢量的占空比。SA2:判斷短矢量占空比do的正負(fù)，當(dāng)do〉0時(shí)，計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比《、《、《，進(jìn)入SA3;當(dāng)do《0時(shí)，短矢量不作用<=0，直接分配PWM占空比，計(jì)算得到修正后的長(zhǎng)矢量和中矢量占空比《和《，進(jìn)入SA3。具體計(jì)算過(guò)程如下所述(a)d0>0do為正，表明參考電壓矢量位于區(qū)域M內(nèi)，因此存在伏秒裕量，可用來(lái)補(bǔ)償當(dāng)參考電壓矢量位于區(qū)域N時(shí)電壓的伏秒損失。按照補(bǔ)償系數(shù)，將部分短矢量的占空比平均分配給長(zhǎng)矢量和中矢量，作為它們的額外作用時(shí)間。記k為補(bǔ)償系數(shù)，短矢量作用時(shí)間中分配給長(zhǎng)矢量和中矢量作用的部分為kT0，則按照伏秒補(bǔ)償?shù)脑瓌t，補(bǔ)償后長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比《、《和短矢量的占空比《由公式(7)計(jì)算可得《=《+0.5A:xd。=<i2十0.5A:xd。(7)t/。——&x為了保證輸出基波電壓按調(diào)制比MZ線性變化，要求補(bǔ)償系數(shù)k與調(diào)制比M-成線性關(guān)系，其線性表達(dá)式如式(8)所示A^MxC廣i)，(8)才艮據(jù)式(8)，當(dāng)M=0.9069時(shí)，參考電壓矢量的專九跡為六邊形內(nèi)切圓，對(duì)應(yīng)線性調(diào)制的極限狀態(tài)或過(guò)調(diào)制模式I的起始狀態(tài)，不用進(jìn)行任何補(bǔ)償，A:-0。當(dāng)M、0.9517時(shí)，處于過(guò)調(diào)制模式I與過(guò)調(diào)制模式II的臨界點(diǎn)，需要完全補(bǔ)償，A:=l。此時(shí)，由公式(8)可得方程組(9):[0=0.9069xC!〔1=0.9517xC!求解方程組(9)，得C,=22.3214，D'=20.2433,A:=M/x22.3214—20.2433(9)此時(shí)式(8)可表示為(10)因此，通過(guò)式(10)計(jì)算得到短矢量占空比do大于零時(shí)的補(bǔ)償系數(shù)k，并帶入式(7)計(jì)算得到補(bǔ)償后長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比《、《和短矢量的占空比((b)d0<0do為負(fù)，表明參考電壓矢量位于區(qū)域N,短矢量不作用，此時(shí)長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比計(jì)算如下《=1一<i2d2=d2A=0(11)SA3:根據(jù)SA2中計(jì)算得到的修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比c/。、《、《，通過(guò)式(12)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比。仏=0<iFp=t/2+d。/2,w=《+c/2+d。/2,尸=0(12)式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+^》《；N表示連接到-^《；<、《、《分別為修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量、以及中矢量的占空比'例如dUp表示U相連接到的占空比'(2)30o《6<60。SB1:采用式(13)計(jì)算PWM作用占空比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>式中do為短矢量的占空比；山和d2分別為中矢量和長(zhǎng)矢量的占空比。SB2:判斷短矢量占空比do的正負(fù)，當(dāng)do〉0時(shí)，計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比d。、《、《，進(jìn)入SB3;當(dāng)do《0時(shí)，短矢量不作用^=0，直接分配PWM占空比，計(jì)算得到修正后的長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比《和";，進(jìn)入SB3。(a)d0>0采用式(10)計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)k:A:=Mx22.3214-20.2433(10)按照式(7)計(jì)算補(bǔ)償后長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比J;、《、以及短矢量的占2比d。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>采用式(11)計(jì)算長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>SB3:根據(jù)SB2中計(jì)算得到的修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量的占空比《、《、《，通過(guò)式(14)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比。Ww=0c/f/尸=《+d2+1/。/2<《=0,w=《+d2+d。/2,尸=0式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+^《；N表示連接到—d。、4、《分別為修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量、以及中矢量的占空比。S604:當(dāng)M位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，計(jì)算保持角；將所述保持角與參考電壓矢量的相角進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比。當(dāng)0.9517〈M^1.0時(shí)，M位于第二"i殳定區(qū)間，此時(shí)采用過(guò)調(diào)制才莫式II。當(dāng)調(diào)制比M/大于0.9517時(shí)，圖7中的區(qū)域M縮減為零，因此不存在伏秒裕量，無(wú)法再利用過(guò)調(diào)制模式I的算法來(lái)補(bǔ)償區(qū)域N中的伏秒損失，需要采用過(guò)調(diào)制模式II的控制算法。過(guò)調(diào)制模式II采用將參考電壓矢量保持在六邊形頂點(diǎn)一段時(shí)間，然后再沿著六邊形的邊沿運(yùn)動(dòng)的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓跟蹤參考電壓矢量。在保持角控制階段，逆變器輸出電壓的幅值大于參考電壓矢量，但其運(yùn)動(dòng)速度為零，輸出電壓滯后于參考電壓矢量。在六邊形控制階段，輸出電壓幅值小于參考電壓矢量，但其運(yùn)動(dòng)速度大于參考電壓矢量，輸出電壓超前參考電壓矢量。因此，這種控制方式可以使得在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)輸出電壓矢量在幅值和相位跟蹤參考電壓矢量。下面結(jié)合圖8詳細(xì)說(shuō)明過(guò)調(diào)制模式II中基本矢量的作用時(shí)間。參見圖8，為本發(fā)明三電平過(guò)調(diào)制模式II中基本矢量作用時(shí)間變化示意圖。當(dāng)采用上述控制方式時(shí)，過(guò)調(diào)制模式II過(guò)程中基本矢量作用時(shí)間的變化規(guī)律如下(1)M=0.9517:為過(guò)調(diào)制模式I與模式II的臨界狀態(tài)，在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)，兩個(gè)長(zhǎng)矢量^、&2和一個(gè)中矢量&交替作用，基本矢量的作用時(shí)間呈線性變化，如圖8(a)所示，此時(shí)對(duì)應(yīng)的保持角為^=0。T,,、7^表示長(zhǎng)矢量^、&2的作用時(shí)間，4表示中矢量^的作用時(shí)間。(2)0.9517<M'<1:在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)，輸出電壓先是為某一長(zhǎng)矢量^作用^的時(shí)間，然后為^和^兩個(gè)矢量交替作用，最后為另一長(zhǎng)矢量4作用^的時(shí)間，基本矢量的作用時(shí)間如圖8(b)所示，此時(shí)對(duì)應(yīng)的保持角為0<^<2。6(3)M=l:為過(guò)調(diào)制模式II結(jié)束狀態(tài)，逆變器工作在六階梯波模式，在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)，兩個(gè)長(zhǎng)矢量&、f^分別作用；i/6的時(shí)間，基本矢量的作用時(shí)間如圖8(C)所示，此時(shí)對(duì)應(yīng)的保持角為";^三。6其具體計(jì)算過(guò)程如下所述S604A:計(jì)算參考電壓保持角^。本發(fā)明設(shè)定所述保持角％與調(diào)制比M,成線性關(guān)系，設(shè)線性關(guān)系式為"a=M/x&2-Z>2(15)根據(jù)上述各臨界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的保持角可得下面方程組(16):0=0.9517xC2_D2…、(16JW6=lxC2—D2求解方程組(16)可得C2=10.8405，D2=10.3169。帶入式(15)可得=Mx10.8405-10.3169(17)式(17)即為本發(fā)明所述參考電壓保持角A。S604B:將計(jì)算得到的參考電壓保持角w與參考電壓角度e相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算各矢量的占空比。(1)0。S^c^采用式(18)直接計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比23(2)6^^30。此時(shí)，中矢量和長(zhǎng)矢量交替作用《-1《=1一(f。=0采用式(19)計(jì)算PWM作用占空比'(19)工式中《為短矢量的占空比；《和《分別為中矢量和長(zhǎng)矢量的占空比。再將計(jì)算得到的PWM作用占空比帶入公式(12)計(jì)算得到每相N作用占比和P作用占空比。^=0=《+d2+do/2Ww=0=c/2+《/2=《+/2郝尸=0(12)(3)30、6><60°-orA此時(shí)處于交替作用，采用式(20)計(jì)算PWM作用占空比,flf2—畫vaA;=i-a;《=0(20)工式中d。為短矢量的占空比；c/;和《分別為中矢量和長(zhǎng)矢量的占空比。再將計(jì)算得到的PWM作用占空比帶入公式(14)計(jì)算得到每相N作用占比和P作用占空比。ooo11o1oI.......==bbrw&ww24(14)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>直接采用式(21)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(21)S605:將計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間并將計(jì)算得到的作用時(shí)間映射回原扇區(qū)。其具體換算過(guò)程如式(22)所示rK《r=,wx7;r『尸=,尸xrs(22)式中Ts為PWM開關(guān)周期。將計(jì)算得到的作用時(shí)間映射回原扇區(qū)，其扇區(qū)映射關(guān)系如表2所示(表2:三電平空間矢量作用時(shí)間的扇區(qū)映射關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>本發(fā)明提供一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法，根據(jù)調(diào)制比，對(duì)過(guò)調(diào)制區(qū)域進(jìn)行劃分，分別采用不同的過(guò)調(diào)制控制模式。當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，通過(guò)將短矢量的一部分作用時(shí)間補(bǔ)償給長(zhǎng)矢量和中矢量，實(shí)現(xiàn)PWM輸出電壓與參考電壓矢量之間的伏秒平衡，從而使輸出電壓與參考電壓矢量在相位和幅值上保持一致，且補(bǔ)償系數(shù)與調(diào)制比為線性關(guān)系。當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，先根據(jù)調(diào)制比計(jì)算參考電壓保持角；根據(jù)參考電壓矢量相角與保持角的關(guān)系直接計(jì)算出每相N作用占空比和P作用占空比，而不用改變參考電壓矢量的幅值和相角，且保持角與調(diào)制比為線性關(guān)系。最終將計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并將計(jì)算得到的作用時(shí)間映射回原扇區(qū)，完成對(duì)三電平逆變器的過(guò)調(diào)制。本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制方法，能夠直接調(diào)整過(guò)調(diào)制算法中基本矢量的作用時(shí)間，大大簡(jiǎn)化了過(guò)調(diào)制算法的實(shí)現(xiàn)步驟。同時(shí)，本發(fā)明所述方法中，補(bǔ)償系數(shù)和保持角均與調(diào)制比成線性關(guān)系，便于數(shù)字實(shí)現(xiàn)和工程化應(yīng)用，也大大提高了SVPWM的精度，使輸出電壓與參考電壓矢量的相對(duì)誤差減小。參見圖9，該圖為本發(fā)明第二實(shí)施例的三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法流程圖。S901:確定參考電壓所在的扇區(qū)。S902:將參考電壓的兩個(gè)分量映射到扇區(qū)I。S903:計(jì)算c^坐標(biāo)系下的分量。S904:計(jì)算參考電壓的調(diào)制比M,和參考電壓的角度6。S905:根據(jù)調(diào)制比M,選擇不同的調(diào)制算法當(dāng)0.9069<MS0.9517時(shí)，參考電壓處于過(guò)調(diào)制I區(qū)，采用過(guò)調(diào)制才莫式I的公式計(jì)算，執(zhí)行步驟S906;當(dāng)0.9517〈mk1.0時(shí)，參考電壓處于過(guò)調(diào)制II區(qū)，采用過(guò)調(diào)制模式II的公式計(jì)算，執(zhí)行步驟S918;S906:采用式(10)計(jì)算參考電壓補(bǔ)償量。S卯7:根據(jù)參考電壓角度6判斷參考電壓所在的位置當(dāng)參考電壓角度e處于[O。，30°)時(shí)，執(zhí)行步驟S908;當(dāng)參考電壓角度6處于[30。，60°)時(shí)，執(zhí)行步驟S913。S908:采用式(6)計(jì)算PWM作用時(shí)間。S909:判斷d。是否大于0:當(dāng)do大于O,執(zhí)行步驟S910;當(dāng)do小于O，執(zhí)行步驟S911。S910:采用式(7)分配補(bǔ)償量，進(jìn)入步驟S912。S911:采用式(11)分配PWM作用占空比。S912:采用式(12)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比，進(jìn)入步驟S924。S913:采用式(13)計(jì)算PWM作用時(shí)間。S914:判斷do是否大于0:當(dāng)do大于0，執(zhí)行步驟S915;當(dāng)do小于0,執(zhí)行步驟S916。S915:采用式(7)分配補(bǔ)償量，進(jìn)入步驟S917。S916:采用式(11)分配PWM作用占空比。S917:采用式(14)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比，進(jìn)入步驟S924。S918:采用式(17)計(jì)算參考電壓的保持角^。S919:根據(jù)參考電壓角度6判斷參考電壓所在的位置當(dāng)參考電壓角度e處于[O。，時(shí)，執(zhí)行步驟S920;當(dāng)參考電壓角度e處于[a,30°)時(shí)，執(zhí)行步驟S921;當(dāng)參考電壓角度6處于[30。，60°時(shí)，執(zhí)行步驟S922當(dāng)參考電壓角度6處于[60。-a,60°)時(shí)，執(zhí)行步驟S923。S920:釆用式(18)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比，進(jìn)入步驟S924。S921:先采用式(19)計(jì)算PWM作用占空比，再采用式(12)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比，進(jìn)入步驟S924。S922:先采用式(20)計(jì)算PWM作用占空比，再采用式(14)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比，進(jìn)入步驟S924。S923:采用式(21)計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比。S924:采用式(22)將計(jì)算得到的占空比換算為定時(shí)時(shí)間。S925:根據(jù)表2將計(jì)算得到的作用時(shí)間映射回原扇區(qū)?；谏鲜鋈娖娇臻g矢量的過(guò)調(diào)制方法，本發(fā)明還提供了一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)。參見圖10,該圖為本發(fā)明的三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。所述過(guò)調(diào)制系統(tǒng)包括基本參數(shù)計(jì)算單元1001、調(diào)制比分區(qū)單元1002、調(diào)制參lt計(jì)算單元1003、以及調(diào)制控制單元1004。基本參數(shù)計(jì)算單元1001，用于計(jì)算得到參考電壓調(diào)制比和參考電壓角度。調(diào)制比分區(qū)單元1002,用于將基本參數(shù)計(jì)算單元1001計(jì)算得到的調(diào)制比分為第一設(shè)定區(qū)間和第二設(shè)定區(qū)間。當(dāng)0.9069<M、0.9517時(shí)，為第一設(shè)定區(qū)間；當(dāng)0.9517<MS1.0時(shí)，為第二設(shè)定區(qū)間。調(diào)制參數(shù)計(jì)算單元1003,用于當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比，按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，計(jì)算參考電壓保持角，將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比。當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，通過(guò)將短矢量的一部分作用時(shí)間補(bǔ)償給長(zhǎng)矢量和中矢量，實(shí)現(xiàn)PWM輸出電壓與參考電壓矢量之間的伏秒平衡，從而使輸出電壓與參考電壓矢量在相位和幅值上保持一致，且補(bǔ)償系數(shù)與調(diào)制比為線性關(guān)系。當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，先根據(jù)調(diào)制比計(jì)算參考電壓保持角；根據(jù)參考電壓矢量相角與保持角的關(guān)系直接計(jì)算出每相N作用占空比和P作用占空比，而不用改變參考電壓矢量的幅值和相角，且保持角與調(diào)制比為線性關(guān)系。其具體計(jì)算過(guò)程與方法實(shí)施例中所述相同。調(diào)制控制單元1004，用于將調(diào)制參數(shù)計(jì)算單元1003計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并映射回原扇區(qū)。本發(fā)明提供一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)，才艮據(jù)調(diào)制比，對(duì)過(guò)調(diào)制區(qū)域進(jìn)行劃分，分別釆用不同的過(guò)調(diào)制控制模式。當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，通過(guò)將短矢量的一部分作用時(shí)間補(bǔ)償給長(zhǎng)矢量和中矢量，實(shí)現(xiàn)PWM輸出電壓與參考電壓矢量之間的伏秒平衡，從而使輸出電壓與參考電壓矢量在相位和幅值上保持一致，且補(bǔ)償系數(shù)與調(diào)制比為線性關(guān)系。當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，先根據(jù)調(diào)制比計(jì)算參考電壓保持角；根據(jù)參考電壓矢量相角與保持角的關(guān)系直接計(jì)算出每相N作用占空比和P作用占空比，而不用改變參考電壓矢量的幅值和相角，且保持角與調(diào)制比為線性關(guān)系。本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制系統(tǒng)，能夠直接調(diào)整過(guò)調(diào)制算法中基本矢量的作用時(shí)間，大大簡(jiǎn)化了過(guò)調(diào)制算法的實(shí)現(xiàn)步驟。同時(shí)，本發(fā)明所述系統(tǒng)中，補(bǔ)償系數(shù)和保持角均與調(diào)制比成線性關(guān)系，便于數(shù)字實(shí)現(xiàn)和工程化應(yīng)用，也大大提高了SVPWM的精度，使輸出電壓與參考電壓矢量的相對(duì)誤差減小。下面對(duì)本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)的輸出電壓誤差及諧波進(jìn)行分析，以進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)，在開關(guān)頻率為2000Hz，中間電壓為200V的條件下，利用MATLAB計(jì)算參考電壓矢量>^人線性調(diào)制經(jīng)過(guò)調(diào)制到方波的過(guò)程中，逆變器的輸出電壓基波有效值以及輸出電壓的誤差，其具體結(jié)果見表3。表3:SVPWM過(guò)調(diào)制仿真結(jié)果臨界點(diǎn)參考電壓輸出電壓相對(duì)誤差230.966230.000229.418-0.253%232.000232.3980.172%29<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在三電平逆變器的開關(guān)頻率為2000Hz,直流母線電壓為400V的條件下，不同調(diào)制比和不同給定參考電壓矢量對(duì)應(yīng)的輸出電壓基波有效值及輸出電壓的誤差。參見表3:臨界點(diǎn)115.470是過(guò)調(diào)制模式I開始時(shí)的參考電壓，其對(duì)應(yīng)調(diào)制比是0.9069;臨界點(diǎn)121.174是過(guò)調(diào)制模式II開始時(shí)的參考電壓，其對(duì)應(yīng)調(diào)制比是0.9517;臨界點(diǎn)127.324是最大輸出電壓，其對(duì)應(yīng)調(diào)制比是l。將表3中的給定電壓和基波電壓用圖形表示，如圖11所示。圖中曲線1為參考電壓幅值，曲線2為基波電壓基波幅值。由圖11可知，基波電壓的幅值與參考電壓的幅值基本一致，誤差小于1%。參見圖12,為參考電壓為121V時(shí)的參考電壓和調(diào)制電壓波形圖。圖12中，正弦波性為參考電壓，脈沖波形為調(diào)制輸出電壓。由圖12可知，調(diào)制電壓的相位與參考電壓相位基本一致。因此，調(diào)制電壓基波的幅值與相位和參考電壓的幅值與相位均基本一致，說(shuō)明本發(fā)明所述過(guò)調(diào)制算法誤差比較小，滿足PWM調(diào)制的要求。同時(shí)，對(duì)輸出電壓進(jìn)行諧波分析，參見圖13,為不同調(diào)制比輸出電壓諧波頻譜圖。圖13給出了不同調(diào)制比下的諧波頻譜，圖中將諧波分量的幅值以基波幅值為基準(zhǔn)進(jìn)行了標(biāo)幺化。如圖13所示，x軸為諧波次數(shù)，y軸為諧波幅值，繪制得到調(diào)制比M分別為0.903、0.935、0.966、1.00時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓的諧波頻譜。由圖13可知，調(diào)制比M越小時(shí)，其輸出電壓的諧波越小。通過(guò)比較輸出電壓的諧波幅值與參考電壓的基波幅值，可見，本發(fā)明過(guò)調(diào)制輸出電壓的諧波含量比較低。由上述分析可知，采用本發(fā)明所述SVPWM過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)得到的輸出電壓誤差較小，諧波較低，大大提高了三電平逆變器過(guò)調(diào)制的精度。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。3權(quán)利要求1、一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法，其特征在于，包括以下步驟計(jì)算參考電壓調(diào)制比和參考電壓角度；將所述調(diào)制比分為第一設(shè)定區(qū)間和第二設(shè)定區(qū)間；當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比；按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，計(jì)算參考電壓保持角；將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比；將上述計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并映射回原扇區(qū)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一設(shè)定區(qū)間為0.9069<M'《0.9517;所述第二設(shè)定區(qū)間為0.9517<MS1.0。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比具體為當(dāng)參考電壓角度e位于[o。，30。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>當(dāng)參考電壓角度6位于[30。，60。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中v、^分別為參考電壓在a〃坐標(biāo)系中分量；do為短矢量的占空比;^、d2分別為中矢量和長(zhǎng)矢量的占空比。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正具體包括當(dāng)短矢量的占空比大于零時(shí)，修正后的占空比為《=《+0.5^x^/0■jd2=t/2+0.5A;x&^/q——AXt/。式中do、d!、d2分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比；d。、《'、《分別為修正后的短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比；k為補(bǔ)償系數(shù)，且A:=x22.3214—20.2433;M,為調(diào)制比；當(dāng)短矢量的占空比小于零時(shí)，修正后的占空比為《=1_cs2t/0=0式中do、山、(12分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比；J。、《'、";分別為修正后的短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比具體包括當(dāng)參考電壓角度e位于[0。，30。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比=0=《+/2#w=0l尸=/2=《+"X/2《=0當(dāng)參考電壓角度6位于[30。，60。)時(shí)，采用下式計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+^乂；N表示連接<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>到-^《；《、《、《分別為修正后的短矢量、長(zhǎng)矢量、以及中矢量的占空比。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用下式計(jì)算參考電壓保持角=Mx10.8405-10.3169式中"力為參考電壓保持角；M為參考電壓調(diào)制比。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比具體包括1)當(dāng)參考電壓角度e位于[o。，"J時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>2)當(dāng)參考電壓角度位于[w，30°)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，<、《、《分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占s比，由下式計(jì)算得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中va、^分別為參考電壓在^坐標(biāo)系中分量；3)當(dāng)參考電壓角度位于[30。，60。-"A)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，<、c/;、《分別為短矢量、中矢量、以及長(zhǎng)矢量的占空比，由下式計(jì)算得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中v"、^分別為參考電壓在W坐標(biāo)系中分量；4)當(dāng)參考電壓角度位于[60。-^，60。)時(shí)，采用下式進(jìn)行計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>上述式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連接到+^乂；N表示8、根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的方法，其特征在于，采用下式將計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間=仏《=t/c/尸xr、.=《x7;=,wx7;=,尸x7;式中U、V和W分別表示電壓三相；P表示連沖妄到+^^;N表示連4妄;Ts為PWM開關(guān)周期。9、一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括基本參數(shù)計(jì)算單元，用于計(jì)算參考電壓調(diào)制比和參考電壓角度；調(diào)制比分區(qū)單元，用于將所述調(diào)制比分為第一設(shè)定區(qū)間和第二設(shè)定區(qū)間；調(diào)制參數(shù)計(jì)算單元，用于當(dāng)調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間時(shí)，根據(jù)參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比，按照短矢量占空比大于或小于零分別對(duì)所述短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量作用占空比進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；當(dāng)調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間時(shí)，計(jì)算參考電壓保持角，將所述保持角與參考電壓角度相比較，根據(jù)比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算得到每相N作用占空比和P作用占空比；調(diào)制控制單元，用于將計(jì)算得到的每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間，并映射回原扇區(qū)。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一設(shè)定區(qū)間為0.9069<M《0.9517;所述第二設(shè)定區(qū)間為0.9517<M'S1.0。全文摘要本發(fā)明提供一種三電平空間矢量的過(guò)調(diào)制方法及系統(tǒng)。所述方法包括計(jì)算參考電壓調(diào)制比和角度；將調(diào)制比分為第一設(shè)定區(qū)間和第二設(shè)定區(qū)間；調(diào)制比位于第一設(shè)定區(qū)間，按參考電壓角度分區(qū)間計(jì)算短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量占空比；按短矢量占空比大小分別對(duì)短矢量、長(zhǎng)矢量和中矢量占空比進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的占空比計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；調(diào)制比位于第二設(shè)定區(qū)間，計(jì)算參考電壓保持角；根據(jù)保持角與參考電壓角度的比較結(jié)果分區(qū)間計(jì)算每相N作用占空比和P作用占空比；將所述每相N作用占空比和P作用占空比換算為作用時(shí)間映射回原扇區(qū)。采用本發(fā)明所述方法及系統(tǒng)，能夠使SVPWM過(guò)調(diào)制計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，調(diào)制精度更高。文檔編號(hào)H02M7/42GK101505111SQ20091011819公開日2009年8月12日申請(qǐng)日期2009年3月11日優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日發(fā)明者丁榮軍,李江紅,為許,陳華國(guó)申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司