一種空間矢量脈沖寬度調制方法和調制設備技術

本發明專利技術實施例提供一種空間矢量脈沖寬度調制方法和調制設備，涉及控制領域，能夠在三電平拓撲中中點電壓不對稱的情況下，使空間矢量脈沖寬度調制輸出理想的調制波形。其方法為：通過根據三相逆變電路在一個開關周期內的電壓獲取與開關周期內的電壓對應的空間矢量圖，根據空間矢量圖中的正小矢量獲取正小矢量扇區，根據空間矢量圖中的負小矢量獲取負小矢量扇區，并設置正小矢量扇區和負小矢量扇區的作用時間比例，按照作用時間比例正小矢量扇區和負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制。本發明專利技術實施例用于空間矢量脈沖寬度調制方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及控制領域，尤其涉及一種空間矢量脈沖寬度調制方法和調制設備。
技術介紹
在三相逆變電路中，三電平拓撲已經廣泛應用于變頻器、不斷電電源供應器、功率因數校正、靜止無功補償器等場合。SVPWM(Space Vector PWM，空間矢量脈沖寬度調制)調制技術在三電平拓撲中也得到了廣泛應用。在現有的SVPWM調制中，中點電壓對稱是其主要特點。對稱三電平空間矢量的特點，是空間矢量圖對稱性非常好，各矢量三角形為等邊三角形，各扇區為60°對稱，可以輸出理想的調制波形。如果中點電壓不對稱，則無法輸出理想的調制波形。現有技術中要求空間矢量圖的圖形完全對稱，也就是要求三電平拓撲中的中點電壓平衡，一旦不平衡，將會產生計算誤差，輸出波形將會產生畸變。更嚴重的情況下，中點電壓不對稱，計算將產生嚴重錯誤，輸出SVPWM波形將會嚴重畸變。傳統的SVPWM調制技術正是利用了對稱圖形的特點來完成各矢量作用時間的計算的，而傳統的算法無法應用在中點電壓不平衡的場合。另外，一般情況下，在實際應用中，算法必須增加中點電壓平衡控制。由于要求空間矢量圖是理想對稱圖形，必然要求中點電壓平衡控制算法快速響應，同時對硬件要求較高，譬如對電容容量就要求大。由于控制系統的滯后，特別是在系統動態變化的條件下，中點電壓不平衡會導致輸出波形嚴重畸變，直接影響中點電壓平衡控制。
技術實現思路
本專利技術的實施例提供一種空間矢量脈沖寬度調制方法和調制設備，能夠在三電平拓撲中中點電壓不對稱的情況下，使空間矢量脈沖寬度調制輸出理想的調制波形。為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案:第一方面，提供一種空間矢量脈沖寬度調制方法，包括:根據三相逆變電路在一個開關周期內的電壓獲取與所述開關周期內的電壓對應的空間矢量圖；根據所述空間矢量圖中的正小矢量獲取正小矢量扇區，根據所述空間矢量圖中的負小矢量獲取負小矢量扇區，并設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例，所述正小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓升高，所述負小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓降低；按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制。在第一種可能實現的方式中，結合第一方面，所述設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例包括:設置在進行空間矢量脈沖寬度調制時，所述正小矢量扇區所占用開關周期數與所述負小矢量扇區所占用開關周期數的比例。在第二種可能實現的方式中，結合第一方面或第一方面的第一種可能實現的方式，所述按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制包括:在一個開關周期內，根據所述作用時間比例與所述開關周期，獲取所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間；或者，獲取所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間；按照所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間，或者，所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間進行空間矢量脈沖寬度調制。在第三種可能實現的方式中，結合第一方面或第一方面的第一種可能實現的方式，所述按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制包括: 根據所述作用時間比例合成虛擬矢量；按照所述虛擬矢量劃分扇區；根據按照所述虛擬矢量劃分的扇區獲取除所述正小矢量和所述負小矢量之外各個矢量以及所述虛擬矢量的作用時間；根據所述虛擬矢量、所述正小矢量和所述負小矢量，以及所述正小矢量和所述負小矢量之外各個矢量以及所述虛擬矢量的作用時間，所述虛擬矢量與所述正小矢量和所述負小矢量的對應關系獲取所述正小矢量和所述負小矢量作用時間；在一個開關周期內，按照所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間，或者，所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間進行空間矢量脈沖寬度調制。在第四種可能實現的方式中，結合第一方面或第一方面的第三種可能實現的方式，所述虛擬矢量與所述正小矢量和所述負小矢量的對應關系包括:Vxtx = V.t.+V_t_,其中，Vx表示所述虛擬矢量，1^表示所述虛擬矢量的作用時間,V.表示所述正小矢量，t+表示所述正小矢量的作用時間，V_表示所述負小矢量,t_表示所述負小矢量的作用時間。第二方面，提供一種設備，包括:矢量圖獲取單元，用于根據三相逆變電路在一個開關周期內的電壓獲取與所述開關周期內的電壓對應的空間矢量圖；第一扇區獲取單元,用于根據所述空間矢量圖中的正小矢量獲取正小矢量扇區，根據所述空間矢量圖中的負小矢量獲取負小矢量扇區，并設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例，所述正小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓升高，所述負小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓降低；調制單元，用于按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制。在第一種可能實現的方式中，結合第二方面，在設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例時，所述第一扇區劃分單元具體用于:設置在進行空間矢量脈沖寬度調制時，所述正小矢量扇區所占用開關周期數與所述負小矢量扇區所占用開關周期數的比例。在第二種可能實現的方式中，結合第二方面或第二方面的第一種可能實現的方式，所述調制單元包括:時間獲取單元，用于在一個開關周期內，根據所述作用時間比例與所述開關周期，獲取所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間；或者，獲取所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間；脈沖調制單元，用于按照所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間，或者，所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間進行空間矢量脈沖寬度調制。在第三種可能實現的方式中，結合第二方面或第二方面的第一種可能實現的方式，所述調制單元包括:矢量合成單元，用于根據所述作用時間比例合成虛擬矢量；第二扇區劃分單元，用于按照所述虛擬矢量劃分扇區；所述時間獲取單元，用于根據按照所述虛擬矢量劃分的扇區獲取除所述正小矢量和所述負小矢量之外各個矢量以及所述虛擬矢量的作用時間；所述時間獲取單元還用于根據所述虛擬矢量、所述正小矢量和所述負小矢量，以及所述正小矢量和所述負小矢量之外各個矢量以及所述虛擬矢量的作用時間，所述虛擬矢量與所述正小矢量和所述負小矢量的對應關系獲取所述正小矢量和所述負小矢量作用時間；所述脈沖調制單元，用于在一個開關周期內，按照所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間，或者，所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間進行空間矢量脈沖寬度調制。在第四種可能實現的方式中，結合第一方面或第一方面的第三種可能實現的方式，所述虛擬矢量與所述正小矢量和所述負小矢量的對應關系包括:Vxtx = V.t.+V_t_,其中，Vx表示所述虛擬矢量，1^表示所述虛擬矢量的作用時間,V.表示所述正小矢量，t+表示所述正小矢量的作用時間，V_表示所述負小矢量,t_表示所述負小矢量的作用時間。本專利技術實施例提供一種空間矢量脈沖寬度調制方法和調制設備，通過根據三相逆變電路在一個開關周期內的電壓獲取與開關周期內的電壓對應的空間矢量圖，根據空間矢量圖中的正小矢量獲取正小矢量扇區，根據空間矢量圖中的負小矢量獲取負小矢量扇區，并設置正小矢量扇區和負小矢量扇區的作用時間比例，按照作用時間比例正小矢量扇區和負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制，能夠在三電平拓撲中中點電壓不對稱的情況下，使空間矢量脈沖寬度調制輸出理想的調制波形。附圖說明本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空間矢量脈沖寬度調制方法，其特征在于，包括：根據三相逆變電路在一個開關周期內的電壓獲取與所述開關周期內的電壓對應的空間矢量圖；根據所述空間矢量圖中的正小矢量獲取正小矢量扇區，根據所述空間矢量圖中的負小矢量獲取負小矢量扇區，并設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例，所述正小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓升高，所述負小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓降低；按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制。

【技術特征摘要】
1.種空間矢量脈沖寬度調制方法，其特征在于，包括: 根據三相逆變電路在一個開關周期內的電壓獲取與所述開關周期內的電壓對應的空間矢量圖； 根據所述空間矢量圖中的正小矢量獲取正小矢量扇區，根據所述空間矢量圖中的負小矢量獲取負小矢量扇區，并設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例，所述正小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓升高，所述負小矢量使得所述三相逆變電路的中點電壓降低； 按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制。2.據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述設置所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區的作用時間比例包括: 設置在進行空間矢量脈沖寬度調制時，所述正小矢量扇區所占用開關周期數與所述負小矢量扇區所占用開關周期數的比例。3.據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制包括: 在一個開關周期內，根據所述作用時間比例與所述開關周期，獲取所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間；或者，獲取所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間； 按照所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間，或者，所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間進行空間矢量脈沖寬度調制。4.據權利要求1或2所述 的方法，其特征在于，所述按照所述作用時間比例，對所述正小矢量扇區和所述負小矢量扇區進行空間矢量脈沖寬度調制包括: 根據所述作用時間比例合成虛擬矢量； 按照所述虛擬矢量劃分扇區； 根據按照所述虛擬矢量劃分的扇區獲取除所述正小矢量和所述負小矢量之外各個矢量以及所述虛擬矢量的作用時間； 根據所述正小矢量和所述負小矢量、所述虛擬矢量，以及所述正小矢量和所述負小矢量之外各個矢量以及所述虛擬矢量的作用時間，所述虛擬矢量與所述正小矢量和所述負小矢量的對應關系獲取所述正小矢量和所述負小矢量作用時間； 在一個開關周期內，按照所述正小矢量扇區中各個矢量的作用時間，或者，所述負小矢量扇區中各個矢量的作用時間進行空間矢量脈沖寬度調制。5.據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述虛擬矢量與所述正小矢量和所述負小矢量的對應關系包括: vxtx = V+t++V_t_,其中,Vx表示所述虛擬矢量，1^表示所述虛擬矢量的作用時間,V+表示所述正小矢量,t+表示所述正小矢量的作用時間，v_表示所述負小矢量,t_表示所述負小矢量的作用時間。6.種調制設備，其特征在于，包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐運燕，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，
類型：發明
國別省市：