[发明专利]单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制方法与系统

说明书

本发明提供一种单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制方法与系统，通过锁相环获取单向三电平整流器三相输入电压的相位角，识别相位角所处大扇区，进行dq‑αβ变换，获取相位角所处大扇区的矢量修正量，计算相位角对应的小扇区两电平矢量，根据控制时间与输出电压、相位角所处大扇区的矢量修正量以及小扇区两电平矢量，获取相位角在对应的小扇区内两电平矢量开通时间，并根据预设单向三电平整流器中开关分配表，将两电平矢量开通时间分配至单向三电平整流器中开关对应的桥臂。整个过程中，通过锁相环进行大区间判断，得到的判断区间准确稳定，锁相环自身具有抗谐波污染和三相不平衡功能，排除直接使用输入采样电压进行判断的干扰，使得输入电流更光滑、正弦化。

技术领域

本发明涉及整流器调制技术领域，特别是涉及单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)方法与系统。

背景技术

随着电力电子技术的进步，对电能质量的要求越来越高。但是工业产品中不可避免使用到非线性负载，从而对电网电压造成畸变、谐波污染、不平衡等问题也备受关注。整流器作为变频电源不可缺少的一个环节，可以使得网侧输入电流保持正弦化，减少电网污染。SVPWM正是控制实现输入电流正弦化的最佳选择方式。

SVPWM获取复杂度高，对实际应用需要较高端的处理器才能满足控制需求。此外，由于单向三电平整流器拓扑能量只能单向流动，在实际产品应用中会经常出现SVPWM过调制现象，这也带来了空载电流很小时，输出电压难以稳定、电流断续问题。因此，SVPWM调制方式是单向三电平整流器控制的一个重要组成部分。

目前技术人员提出SVPWM获取方式包括：90°坐标系获取方式，60°坐标系获取方式、虚拟坐标系获取方式、简化为两电平获取方式等。这些方式虽然能在一定程度上实现单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制，但是整个调制过程过于复杂且调制结果不够准确。

发明内容

基于此，有必要针对传统单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制复杂且不准确的问题，提供一种简单且调制准确的单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制方法与系统。

一种单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制方法，包括步骤：

通过锁相环获取单向三电平整流器三相输入电压的相位角；

识别相位角所处大扇区，大扇区为从预设初始角度开始，以预设每N角度区间划分为M个的扇区，其中，M＝360/N，N和M为正整数；

对相位角进行dq-αβ变换，获取相位角所处大扇区对应的矢量修正量；

识别相位角所处大扇区中所处的小扇区，记录为目标小扇区，根据相位角所处大扇区对应的矢量修正量，获取目标小扇区对应的两电平矢量，小扇区为在单个大扇区中以预设每n角度区间划分为m个的扇区，其中m＝N/n，m和n为正整数；

获取单向三电平整流器的控制时间与输出电压，根据控制时间与输出电压、相位角所处大扇区对应的矢量修正量以及小扇区对应的两电平矢量，获取相位角在对应的小扇区内两电平矢量开通时间；

根据预设单向三电平整流器中开关分配表，将相位角在对应的小扇区内两电平矢量开通时间分配至单向三电平整流器中开关对应的桥臂。

一种单向三电平整流器的空间矢量脉宽调制系统，包括：

相位角获取模块，用于通过锁相环获取单向三电平整流器三相输入电压的相位角；

第一识别模块，用于识别相位角所处大扇区，大扇区为从预设初始角度开始，以预设每N角度区间划分为M个的扇区，其中，M＝360/N，N和M为正整数；

变换模块，用于对相位角进行dq-αβ变换，获取相位角所处大扇区对应的矢量修正量；