[发明专利]一种空间矢量脉冲宽度调制方法和调制设备

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种空间矢量脉冲宽度调制方法和调制设备。

背景技术

在三相逆变电路中，三电平拓扑已经广泛应用于变频器、不断电电源供应器、功率因数校正、静止无功补偿器等场合。SVPWM(Space Vector PWM，空间矢量脉冲宽度调制)调制技术在三电平拓扑中也得到了广泛应用。在现有的SVPWM调制中，中点电压对称是其主要特点。对称三电平空间矢量的特点，是空间矢量图对称性非常好，各矢量三角形为等边三角形，各扇区为60°对称，可以输出理想的调制波形。如果中点电压不对称，则无法输出理想的调制波形。

现有技术中要求空间矢量图的图形完全对称，也就是要求三电平拓扑中的中点电压平衡，一旦不平衡，将会产生计算误差，输出波形将会产生畸变。更严重的情况下，中点电压不对称，计算将产生严重错误，输出SVPWM波形将会严重畸变。传统的SVPWM调制技术正是利用了对称图形的特点来完成各矢量作用时间的计算的，而传统的算法无法应用在中点电压不平衡的场合。

另外，一般情况下，在实际应用中，算法必须增加中点电压平衡控制。由于要求空间矢量图是理想对称图形，必然要求中点电压平衡控制算法快速响应，同时对硬件要求较高，譬如对电容容量就要求大。由于控制系统的滞后，特别是在系统动态变化的条件下，中点电压不平衡会导致输出波形严重畸变，直接影响中点电压平衡控制。

发明内容

本发明的实施例提供一种空间矢量脉冲宽度调制方法和调制设备，能够在三电平拓扑中中点电压不对称的情况下，使空间矢量脉冲宽度调制输出理想的调制波形。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种空间矢量脉冲宽度调制方法，包括：

根据三相逆变电路在一个开关周期内的电压获取与所述开关周期内的电压对应的空间矢量图；

根据所述空间矢量图中的正小矢量获取正小矢量扇区，根据所述空间矢量图中的负小矢量获取负小矢量扇区，并设置所述正小矢量扇区和所述负小矢量扇区的作用时间比例，所述正小矢量使得所述三相逆变电路的中点电压升高，所述负小矢量使得所述三相逆变电路的中点电压降低；

按照所述作用时间比例，对所述正小矢量扇区和所述负小矢量扇区进行空间矢量脉冲宽度调制。

在第一种可能实现的方式中，结合第一方面，所述设置所述正小矢量扇区和所述负小矢量扇区的作用时间比例包括：

设置在进行空间矢量脉冲宽度调制时，所述正小矢量扇区所占用开关周期数与所述负小矢量扇区所占用开关周期数的比例。

在第二种可能实现的方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式，所述按照所述作用时间比例，对所述正小矢量扇区和所述负小矢量扇区进行空间矢量脉冲宽度调制包括：

在一个开关周期内，根据所述作用时间比例与所述开关周期，获取所述正小矢量扇区中各个矢量的作用时间；或者，获取所述负小矢量扇区中各个矢量的作用时间；

按照所述正小矢量扇区中各个矢量的作用时间，或者，所述负小矢量扇区中各个矢量的作用时间进行空间矢量脉冲宽度调制。

在第三种可能实现的方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式，所述按照所述作用时间比例，对所述正小矢量扇区和所述负小矢量扇区进行空间矢量脉冲宽度调制包括：

根据所述作用时间比例合成虚拟矢量；

按照所述虚拟矢量划分扇区；

根据按照所述虚拟矢量划分的扇区获取除所述正小矢量和所述负小矢量之外各个矢量以及所述虚拟矢量的作用时间；

根据所述虚拟矢量、所述正小矢量和所述负小矢量，以及所述正小矢量和所述负小矢量之外各个矢量以及所述虚拟矢量的作用时间，所述虚拟矢量与所述正小矢量和所述负小矢量的对应关系获取所述正小矢量和所述负小矢量作用时间；

在一个开关周期内，按照所述正小矢量扇区中各个矢量的作用时间，或者，所述负小矢量扇区中各个矢量的作用时间进行空间矢量脉冲宽度调制。

在第四种可能实现的方式中，结合第一方面或第一方面的第三种可能实现的方式，所述虚拟矢量与所述正小矢量和所述负小矢量的对应关系包括：