[发明专利]一种SVPWM调制方法、装置及系统

说明书

本发明提出了一种SVPWM调制方法、装置及系统。其中SVPWM调制方法包括步骤：采用电压U_{α_n}、U_{β_n}判断三相电机电压矢量所处的扇区，其中通过母线电压对两相静止坐标系中的电压U_α、U_β进行标幺化，得到电压U_{α_n}、U_{β_n}；通过电压U_{α_n}、U_{β_n}，判定每个扇区中电压矢量各相的作用时间；根据电压矢量各相的作用时间计算PWM中电压矢量各相的占空比，得到控制三相电机的PWM波。本发明提出的SVPWM调制方法可以直接计算三相PWM波中各相的导通时间，不需要先计算出扇形区中与两个相邻的基本矢量Vk和Vk+1对应的导通时间Tk和Tk+1以及与零矢量对应的开关时间T0，再进行时间分配和重构，极大地降低了SVPWM算法运行的时间。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制技术，尤其涉及一种SVPWM调制方法、装置及系统。

背景技术

车用电机系统中，高压供电电源为直流电源，而动力电机一般采用永磁同步电机，因此需要使用逆变器将直流电转换为交流电来驱动动力电机。其中PWM调制技术是其中的一个关键技术。PWM技术的基本原理是电压冲量等效原理。

SVPWM(Space Vetor Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)技术的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，可以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和交流电机看作一个整体来考虑，理论模型比较简单，便于数字化实现。

但SVPWM算法仍存在以下缺陷：实现较为繁琐，计算过程中需进行大量的乘除法运算，仍占用较多的芯片资源，不利于逆变器提高载波频率，改善控制效果；传统SVPWM算法仅能实现六边扇形区域内PWM信号调制，直流母线电压利用率低。

发明内容

本发明提供一种SVPWM调制方法、装置及系统，以达到简化PWM控制方法，提高直流母线电压利用率的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种SVPWM调制方法，采用电压U_{α_n}、U_{β_n}判断三相电机电压矢量所处的扇区，其中通过母线电压对两相静止坐标系中的电压U_α、U_β进行标幺化，得到所述电压U_{α_n}、U_{β_n}；通过所述电压U_{α_n}、U_{β_n}，判定每个扇区中所述电压矢量各相的作用时间；根据所述电压矢量各相的作用时间计算PWM中所述电压矢量各相的占空比，得到控制所述三相电机的PWM波。

第二方面，本发明实施例还提供了一种SVPWM调制装置，包括：

扇区判断模块，用于采用电压U_{α_n}、U_{β_n}判断三相电机电压矢量所处的扇区，其中通过母线电压对两相静止坐标系中的电压U_α、U_β进行标幺化，得到所述电压U_{α_n}、U_{β_n}；时间计算模块：用于通过所述电压U_{α_n}、U_{β_n}，判定每个扇区中所述电压矢量各相的作用时间；PWM模块：用于根据所述电压矢量各相的作用时间计算PWM中所述电压矢量各相的占空比，得到控制所述三相电机的PWM波。

第三方面，本发明实施例还提供了一种SVPWM调制系统，包括本发明实施例记载的调制装置，还包括直流电源、逆变电路和三相电机，所述直流电源通过所述逆变电路为所述三相电机供电，所述调制装置用于生成控制所述三相电机的PWM波。