專利名稱：一種空間電壓矢量脈寬調制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空間電壓矢量脈寬調制方法。
背景技術：
傳統(tǒng)SVPWM(空間電壓矢量脈寬調制)算法中，各空間矢量作用時間的獲得是基于計算三角函數(shù)值的，需要進行復雜的正弦函數(shù)和反正切函數(shù)計算。其算法步驟為將合成電壓量在α-β兩相直角坐標系下進行分解，通過反正切函數(shù)求出合成矢量的相角Θ，根據(jù)相角判斷矢量所在扇區(qū)并確定電壓矢量，并由上式計算各電壓空間矢量的作用時間?？梢妭鹘y(tǒng)SVPWM算法復雜，計算量大，計算精度以及控制系統(tǒng)的實時性將會受到不可忽視的影響。以第II扇區(qū)為例，對于任意合成矢量，傳統(tǒng)SVPWM算法中各電壓空間矢量的作用時間為式中θ -合成電壓矢量與U1的夾角；T0-零矢量U0,7的作用時間；T2-電壓矢量U2的作用時間；T3-電壓矢量U3的作用時間；Ts-開關周期；Ud。_直流母線電壓；U1-需要輸出的電壓矢量。另外，傳統(tǒng)SVPWM技術判斷參考電壓矢量所在扇區(qū)的一般方法是根據(jù)Ua和U0計算出電壓矢量的幅值，再結合Ua和U0的符號進行判斷，其中Ua和U0為三相輸入在α-β 兩相直角坐標系下的分量。這種方法由于含有非線性函數(shù)，計算復雜，導致系統(tǒng)效率下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提出一種空間電壓矢量脈寬調制方法，其解決了現(xiàn)有調制方法包含復雜的在線實時三角函數(shù)轉換計算和角度計算導致的計算復雜、系統(tǒng)效率低的技術問題。本發(fā)明的技術解決方案是
一種空間電壓矢量脈寬調制方法，其特殊之處在于包括以下步驟1 測量三相輸入 in W]、in [1]、in [2]；2確定三相輸入在α-β兩相直角坐標系下的分量Ua和U0 :ua = 2/3*in
-l/3*in[l]-l/3*in[2]，U0 = 0. 577*(in[l]_in[2])；3根據(jù)1和U0計算出電壓矢量的幅值url、ur2、ur3 url = u0，ur2 = 0. 8660254037844386*ua-0. 5*u0，ur3 = _ur トur2 ；4根據(jù)電壓矢量的幅值判斷扇區(qū)號如果 url > 0，貝U sector = 1，如果 ur2 > 0，則 sector = sector+2,如果 ur3 > 0,則 sector = sector+4 ；其中sector為扇區(qū)號；5構造3個矢量ux/uY/uz Ux = U0,uY = 0. 866*u a+0. 5*u0,uz = Ux-Uy ；6根據(jù)扇區(qū)號及ux/uY/uz得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu、Tv, Tw 如果sector=1，則令Tl=Uz ；T2=uY ；得到 Tv =0 ； Tu =Tv+TlTwTu+t2
如果sector=2，則令Tl=uY ；T2=ux ；得到 Tu =0 ； Tw =Tu+TlV =Tw+T2
如果sector=3，則令Tl=Uz ；T2=ux ；得到 Tu =0 ； Tv =Tu+TlTw =Tv+T2
如果sector=4，則令Tl=Ux ；T2=uz ；得到 Tw =0 ； Tv =Tw+TlTu =Tv+T2
如果sector=5，則令Tl=Ux ；T2=uY ；得到 Tv =0 ； TwTv+TlTu =Tw+T2
如果sector=6，則令Tl=uY ；T2=uz ；得到 Tw =1) ； Tu =Tw+TlTv =Tu+T27得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu/Tv/Tw后，進行相應的觸發(fā)控制，完成脈沖的生成。本發(fā)明的優(yōu)點1、本發(fā)明是ー種SVP麗的簡化算法，其通過兩相靜止直角坐標系下的電壓分量， 可以推導出各扇區(qū)空間矢量作用時間與兩相靜止直角坐標系下電壓分量的線性矩陣關系表達式，并通過離線計算各扇區(qū)的轉換矩陣，以避免復雜的在線實時三角函數(shù)轉換計算，降低其對系統(tǒng)資源的占用。2、本發(fā)明采用了一種簡單快捷的判斷參考電壓矢量所在扇區(qū)的方法，該方法不含角度計算，計算簡単，明顯提高了實時性。
具體實施例方式本發(fā)明空間電壓矢量脈寬調制方法，包括以下步驟1 測量三相輸入 in W]、in [1]、in [2]；2確定三相輸入在α-β兩相直角坐標系下的分量Ua和U0
ua = 2/3*in
-l/3*in[l」-l/3*in[2]，U0 = 0. 577*(in[l]_in[2])；3根據(jù)1和U0計算出電壓矢量的幅值111~1、1^2、1^3:Url = U0,ur2 = 0. 8660254037844386*ua-0. 5*u0，ur3 = _ur トur2 ；4根據(jù)電壓矢量的幅值判斷扇區(qū)號如果 url > 0，貝U sector = 1，如果 ur2 > 0，則 sector = sector+2,如果 ur3 > 0,則 sector = sector+4 ；其中sector為扇區(qū)號；5構造3個矢量ux/uY/uz Ux = U0,uY = 0. 866*ua+0. 5*u0,uz = Ux-Uy ；6根據(jù)扇區(qū)號及ux/uY/uz得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu、Tv, Tw如果sector=1，則令Tl=Uz ；T2=Uy ；得到Tv =π ； Tu =Tv+TlTwTu+t2
如果sector=2，則令Tl=uY ；T2=Ux ；得到Tu =0 ； Tw =Tu+TlV =Tw+T2
如果sector=3，則令Tl=Uz ；T2=Ux ；得到Tu =0 ； Tv =Tu+TlTw =Tv+T2
如果sector=4，則令Tl=Ux ；T2=Uz ；得到Tw0 ； Tv =Tw+TlTu =Tv+T2
如果sector=5，則令Tl=Ux ；T2=Uy ；得到V =0 ； TwTv+TlTu =Tw+T2
如果sector=6，則令Tl=uY ；T2=Uz ；得到Tw1) ； Tu =Tw+TlTv =Tu+T27得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu/Tv/Tw后，進行相應的觸發(fā)控制，完成脈沖的生成。本發(fā)明原理本發(fā)明通過構造變量Url、Ur2、Ur3，可判斷出電壓矢量所處扇區(qū)位置，進而重新構造參考電壓矢量ux/uY/uz，根據(jù)扇區(qū)號及ux/uY/uz得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu、 Tv、Tw，解決了現(xiàn)有調制方法包含復雜的在線實時三角函數(shù)轉換計算和角度計算導致的計算復雜、系統(tǒng)效率低的技術問題。本發(fā)明流程Ua = 2/3*in
- l/3*in[l] - l/3*in[2]; up = 0.577*(in[l] -in[2]); url = up；
ur2 = 0.8660254037844386*ua - 0.5*up; ur3 = -url - ur2; if(url>0)
sector = 1 ； if(ur2>0)
sector = sector + 2; if(ur3>0)
sector = sector + 4;in
/in[l]/in[2]為三相輸入，本發(fā)明通過Ua和U0可構造3個矢量ux/uY/uz，根據(jù)扇區(qū)號及ux/uY/uz，可得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu/Tv/Tw。
6Ux = Up；
Uy = 0.866* Ua+0.5* Up；
Uz = Ux - ΙΙγ;
if (sector=!)
Tl = uz； T2 = uY; Tv = O; Tu = Tv+Tl; Tw = Tu+t2;
else if (sector=2)
Tl = uY; T2 = ux; Tu = O; Tw = Tu+Tl; Tv = Tw+T2;
else if (sector=3)
Tl = uz;
T2 = Ux Tu = O; Tv = Tu+Tl; Tw = Tv+T2;else if (sector=4) {
Tl = ux; T2 = uz； Tw = O; Tv = Tw+Tl; Tu = Tv+T2;
}
else if (sector=5) {
Tl = ux;
T2 = UY;
Tv = O; Tw = Tv+Tl; Tu = Tw+T2;
}
else if (sector=6)
Tl =uY；T2 =uz；Tw =O;Tu =Tw+TlTv =Tu+T2:
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權利要求
1. 一種空間電壓矢量脈寬調制方法，其特征在于包括以下步驟 1測量三相輸入in
、in[l]、in[2]； 2確定三相輸入在α-β兩相直角坐標系下的分量ua和U0 ua = 2/3*in
-l/3*in[l]-l/3*in[2]， U0 = 0. 577*(in[l]-in[2])；3根據(jù)1和U0計算出電壓矢量的幅值url、ur2、ur3 url =U0,ur2 = 0. 8660254037844386*ua-0. 5*u0， ur3 = _url_ur2 ；4根據(jù)電壓矢量的幅值判斷扇區(qū)號 如果 url > 0，貝Ij sector = 1， 如果 ur2 > 0,則 sector = sector+2, 如果 ur3 > 0,貝Ij sector = sector+4 ； 其中sector為扇區(qū)號； 5構造3個矢量ux/uY/uz ux = u 0,uY = 0. 866*ua+0. 5*u0, uz = ux-uY ；6根據(jù)扇區(qū)號及ux/uY/uz得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu、Tv, Tw 如果 sector = 1，則令 Tl = Uz ；T2 = uY ；得到 Tv = 0 ；Tu = Tv+Tl ；Tw = Tu+t2 ； 如果 sector = 2，則令 Tl = uY ；T2 = Ux ；得到 Tu = 0 ；Tw = Tu+Tl ；Tv = Tw+T2 ； 如果 sector = 3，則令 Tl = Uz ；T2 = Ux ；得到 Tu = 0 ；Tv = Tu+Tl ；Tw = Tv+T2 ； 如果 sector = 4，則令 Tl = Ux ；T2 = Uz ；得到 Tw = 0 ；Tv = Tw+Tl ；Tu = Tv+T2 ； 如果 sector = 5，則令 Tl = Ux ；T2 = uY ；得到 Tv = 0 ；Tw = Tv+Tl ；Tu = Tw+T2 ； 如果 sector = 6，則令 Tl = uY ；T2 = Uz ；得到 Tw = 0 ；Tu = Tw+Tl ；Tv = Tu+T2 ； 7得到包含輸出占空比信息的三相信號Tu/Tv/Tw后，進行相應的觸發(fā)控制，完成脈沖的生成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間電壓矢量脈寬調制方法，通過兩相靜止直角坐標系下的電壓分量，可以推導出各扇區(qū)空間矢量作用時間與兩相靜止直角坐標系下電壓分量的線性矩陣關系表達式，并通過離線計算各扇區(qū)的轉換矩陣，以避免復雜的在線實時三角函數(shù)轉換計算，降低其對系統(tǒng)資源的占用，解決了現(xiàn)有調制方法包含復雜的在線實時三角函數(shù)轉換計算和角度計算導致的計算復雜、系統(tǒng)效率低的技術問題。
文檔編號H02M1/00GK102545549SQ20111044228
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者李春龍 申請人:西安賽博電氣有限責任公司