一种空间电压矢量调制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空间电压矢量调制方法、装置及存储介质，方法包括：根据静止90度坐标系计算得到静止60度坐标系；根据静止60度坐标系进行坐标变换，计算得到旋转60度坐标系；根据旋转60度坐标系计算得到扇区内判断参考电压矢量位置的边界方程；根据边界方程判断参考矢量所处位置，再依据伏秒平衡原理计算得到邻近三矢量的作用时间。通过实施本发明专利技术，将参考电压矢量由静止90度坐标系转换到静止60度坐标系，再将得到的静止60度坐标系和参考电压矢量同步旋转，可以使得坐标系和参考电压矢量相对静止，因此采用旋转60度坐标系后，可以实现六个扇区内最近三矢量作用时间表达式统一，小三角形区域判断所涉及的边界方程统一，计算过程得以简化。

A method, device and storage medium of SVPWM

【技术实现步骤摘要】
一种空间电压矢量调制方法、装置及存储介质
本专利技术涉及PWM控制
，具体涉及一种空间电压矢量调制方法、装置及存储介质。
技术介绍
高速电机广泛应用于燃气轮机发电、飞轮储能和空气压缩机驱动等场合。但高频电能需转化成低频或直流以满足用户需求，高频电能的转换装置一般采用基于数字控制系统的电力电子变换器。通过对电力电子变换器调制算法的设计在电机定子中形成选型的旋转磁场，以驱动电机旋转。调制算法包括载波调制、空间矢量调制和特定谐波消除调制算法等。其中，空间矢量调制算法以电压利用率高和易于数字化的特点应用最为广泛。空间矢量调制算法主要目标是计算逆变器基本矢量的作用顺序和时间，基本矢量将空间划分为6个区域称为扇区。基本矢量作用的时间在静止90度坐标系下进行计算。一般先计算第一扇区的基本矢量作用时间，再依据同样原理分别计算剩余5个扇区内基本矢量的工作时间。为提高电机驱动系统的交流侧波形质量，三电平变换器也受到越来越多的关注，在高速高功率电机驱动中尤其如此。波形质量的优劣影响电机损耗特性，进而影响其寿命。因为在空间坐标系内三电平基本矢量将每个扇区又划分为4个区域，6个扇区共计24个区域。对每个区域的基本矢量作用时间需要列写24个等式进行计算，以得到基本矢量的作用时间。因此三电平空间矢量调制算法相对于两电平调制算法更为复杂，所消耗的中央处理器的资源更多。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种空间电压矢量调制方法、装置及存储介质，以解决现有技术中三电平空间矢量调制算法计算复杂、所消耗的中央处理器的资源较多的技术问题。本专利技术提出的技术方案如下：本专利技术实施例第一方面提供一种空间电压矢量调制方法，该调制方法包括如下步骤：根据静止90度坐标系矢量关系计算得到静止60度坐标系矢量关系；根据静止60度坐标系矢量关系进行60度坐标变换，计算得到旋转60度坐标系矢量关系；根据旋转60度坐标系矢量关系计算得到扇区内判断参考电压矢量位置的边界方程；根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三矢量的作用时间。可选地，通过以下公式计算得到静止60度坐标系矢量关系：其中，vα和vβ表示静止90度坐标系矢量关系，vg和vh表示静止60度坐标系矢量关系。可选地，通过以下公式计算得到旋转60度坐标系矢量关系：其中，和表示旋转60度坐标系矢量关系。可选地，通过以下公式计算得到所述边界方程：其中，l1、l2及l3表示旋转60度坐标系内小三角形区域的边界。可选地，根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三矢量的作用时间，包括：根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三虚拟矢量的作用时间；根据所述邻近三虚拟矢量的作用时间确定邻近三基本矢量的作用时间。可选地，该空间电压矢量调制方法还包括：根据所述邻近三基本矢量的作用时间确定PWM波的占空比及形态。本专利技术实施例第二方面提供一种空间电压矢量调制装置，该调制装置包括：第一坐标转换模块，用于根据静止90度坐标系矢量关系计算得到静止60度坐标系矢量关系；第二坐标转换模块，用于根据静止60度坐标系矢量关系进行60度旋转，计算得到旋转60度坐标系矢量关系；边界方程计算模块，用于根据旋转60度坐标系矢量关系计算得到扇区内判断参考电压矢量位置的边界方程；作用时间计算模块，用于根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三矢量的作用时间。本专利技术实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的空间电压矢量调制方法。本专利技术实施例第四方面提供一种空间电压矢量调制终端，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如空间电压矢量调制终端任一项所述的空间电压矢量调制方法。本专利技术提供的技术方案，具有如下效果：本专利技术实施例提供的空间电压矢量调制方法、装置及存储介质，通过参考电压矢量由静止90度坐标系转换到静止60度坐标系，再将得到的静止60度坐标系和参考电压矢量同步旋转，可以使得坐标系和参考电压矢量相对静止，因此采用旋转60度坐标系后，可以实现六个扇区内最近三矢量作用时间表达式统一，小三角形区域判断所涉及的边界方程统一，计算过程得以简化。本专利技术实施例提供的空间电压矢量调制方法，将6个扇区的子区域判断和基本矢量作用时间的表达式统一在一个扇区内，程序代码量可大幅缩减，可以将现有的三电平空间矢量调制算法简化，有利于降低数字控制系统的中断时间，提高电力电子器件的开关频率。进而提高高速电机的驱动电流波形质量，延长电机寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的空间电压矢量调制方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的旋转60度坐标系；图3是根据本专利技术实施例的旋转60度坐标系中虚拟空间矢量调制的扇区划分图；图4是T型中性点钳位型三电平逆变器拓扑结构图；图5是T型钳位三电平变流器虚拟空间矢量图；图6是旋转60度坐标系下N－4三角形区域PWM波形；图7是参考电压矢量在旋转60度坐标系gh轴分量仿真结果；图8是A相占空比仿真波形；图9是线电压和相电流仿真波形；图10是阻感负载下占空比及A相PWM实验波形；图11是阻感负载下线电压和相电流实验波形；图12是根据本专利技术实施例的空间电压矢量调制装置的结构框图；图13是根据本专利技术实施例的空间电压矢量调制终端的硬件结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例提供一种空间电压矢量调制方法，如图1所示，该调制方法包括如下步骤：步骤S101：根据静止90度坐标系矢量关系计算得到静止60度坐标系矢量关系；具体地，静止90度坐标系可以用αβ坐标轴表示，静止60度坐标系可以用gh坐标轴表示，假定参考电压矢量Vref在静止90度坐标系中的坐标为(vα，vβ)，在静止60度坐标系中的坐标为(vg，vh)则两个坐标系之间的变换关系可以用公式(1)表示：其中，vα和vβ表示静止90度坐标系矢量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间电压矢量调制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n根据静止90度坐标系矢量关系计算得到静止60度坐标系矢量关系；/n根据静止60度坐标系矢量关系进行60度坐标变换，计算得到旋转60度坐标系矢量关系；/n根据旋转60度坐标系矢量关系计算得到扇区内判断参考电压矢量位置的边界方程；/n根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三矢量的作用时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种空间电压矢量调制方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据静止90度坐标系矢量关系计算得到静止60度坐标系矢量关系；
根据静止60度坐标系矢量关系进行60度坐标变换，计算得到旋转60度坐标系矢量关系；
根据旋转60度坐标系矢量关系计算得到扇区内判断参考电压矢量位置的边界方程；
根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三矢量的作用时间。


2.根据权利要求1所述的空间电压矢量调制方法，其特征在于，通过以下公式计算得到静止60度坐标系矢量关系：



其中，vα和vβ表示静止90度坐标系矢量关系，vg和vh表示静止60度坐标系矢量关系。


3.根据权利要求1所述的空间电压矢量调制方法，其特征在于，通过以下公式计算得到旋转60度坐标系矢量关系：






其中，和表示旋转60度坐标系矢量关系。


4.根据权利要求1所述的空间电压矢量调制方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述边界方程：









其中，l1、l2及l3表示旋转60度坐标系内小三角形区域的边界。


5.根据权利要求1所述的空间电压矢量调制方法，其特征在于，根据参考电压矢量的位置和伏秒平衡原理计算得到邻近三矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文善，温旭辉，张剑，彭萌，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11