用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法、装置及电动汽车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电机控制技术领域，公开了一种用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法、装置及电动汽车，所述方法包括：实时检测电机的转速；当检测到电机的转速小于等于预设的转速阈值时，检测电机的电流矢量角度；根据检测到的电流矢量角度，获取与电流矢量角度相对应的零矢量最优分配比例；根据零矢量最优分配比例，分别调整SVPWM的两个零矢量的占比，从而实现调整逆变器中的IGBT和二极管的发热量，以降低逆变器中的IGBT和二极管的最高温升值，进而有效地避免了电机在堵转或低速运行时，由于两个零矢量的持续时间相同而导致三相逆变器中个别IGBT或者二极管温度较高的问题，因此提高了逆变器的扭矩输出能力。

【技术实现步骤摘要】
用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法、装置及电动汽车
本专利技术涉及电机控制
，特别是涉及用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法、装置及电动汽车。
技术介绍
在电机控制领域中，SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation，空间矢量脉宽调制)是一种常用的脉冲宽度调制技术，其广泛应用于逆变器交流波形的输出。如图1所示，三相逆变器具有三组桥臂A、B、C，每组桥臂由两个桥臂1串联组成，每个桥臂1包括并联的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)V1和二极管D1，两个桥臂1分别为上桥臂和下桥臂。按照三相排列的方式，在每组桥臂中，将上桥臂导通、同时下桥臂关断的状态表示为1，将上桥臂关断、同时下桥臂导通的状态表示为0，则可以把三相逆变器输出的空间电压矢量表示为7种，即V0＝000，V1＝100，V2＝110，V3＝010，V4＝011，V5＝001，V6＝101，V7＝111，如图2所示；其中，矢量V0和矢量V7不能输出电压，称为零矢量，其他矢量称为有效矢量。目前，为了使SVPWM输出的电压谐波含量较小，通常使两个零矢量V0和V7的持续时间相同。但是，本专利技术人在实施本专利技术的过程中，发现现有技术至少存在以下技术问题：一方面，由于采用的零矢量的不同决定了电流是流过IGBT还是流过续流二极管，从而决定了IGBT和续流二极管的发热功率。具体地，如图1所示，在相电流大于零的情况下，当采用零矢量V7时，开关信号为1，即上桥臂导通，且下桥臂关断，则相电流仅流过上桥臂的IGBT；而当采用零矢量V0时，开关信号为0，上桥臂关断，且下桥臂导通，则相电流仅流过下桥臂的二极管。反之，在相电流小于零的情况下，当采用零矢量V7时，开关信号为1，相电流仅流过上桥臂的二极管；而当采用零矢量V0时，开关信号为0，相电流仅流过下桥臂的IGBT。另一方面，由于系统性优化的原因，在IGBT模块中，通常会将续流二极管的热阻设计得明显大于IGBT的热阻，这使得当零矢量V0和零矢量V7的持续时间相同时，在相同发热功率下，二极管的温升会明显高于IGBT的温升。因此，在电机堵转或低速运行的情况下，由于有效电压矢量占比很小，零矢量占比很大，此时，若使零矢量V0和V7的持续时间相同，则三相逆变器容易出现个别IGBT或者续流二极管温度特别高，从而限制了逆变器的扭矩输出能力。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法、装置及电动汽车，以解决现有电机在堵转或低速运行时，由于两个零矢量的持续时间相同而导致三相逆变器中个别IGBT或者二极管温度较高的技术问题，以提高逆变器的扭矩输出能力。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，包括：实时检测所述电机的转速；当检测到所述电机的转速小于等于预设的转速阈值时，检测所述电机的电流矢量角度；根据检测到的所述电流矢量角度，获取与所述电流矢量角度相对应的零矢量最优分配比例；根据所述零矢量最优分配比例，分别调整SVPWM的两个零矢量的占比,使得所述电机在所述电流矢量角度下，IGBT和二极管的最高温升值最小。作为优选方案，所述用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法还包括：创建零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表；其中，所述零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表中的所述零矢量最优分配比例与所述电流矢量角度为一一对应的关系；所述根据检测到的所述电流矢量角度，获取与所述电流矢量角度相对应的零矢量最优分配比例，具体为：根据检测到的所述电流矢量角度，通过查询所述零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表，获取与所述电流矢量角度对应的零矢量最优分配比例。作为优选方案，所述创建零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表，具体包括：根据每一所述电流矢量角度，计算三相逆变器中每一相的电流；根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的IGBT导通压降和IGBT热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线；根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的二极管导通压降和二极管热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的二极管的温升与零矢量分配比例关系曲线；根据所述三相逆变器中每一相中的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线以及每一相中的二极管的温升与零矢量分配比例关系曲线，查询在同一所述电流矢量角度下，每一零矢量分配比例所对应的所述三相逆变器中电流流过的所有IGBT和二极管的最高温升值；获取在同一所述电流矢量角度下，使所述三相逆变器中电流流过的所有IGBT和二极管的最高温升值最小的零矢量分配比例，作为零矢量最优分配比例；根据每一所述电流矢量角度及其对应的零矢量最优分配比例，创建零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表。作为优选方案，所述根据每一所述电流矢量角度，计算三相逆变器中每一相的电流，具体为：根据每一所述电流矢量角度，通过以下计算公式计算三相逆变器中每一相的电流：其中，Ii为三相逆变器中第i相的电流；Is为电流矢量幅值；θ为所述电流矢量角度，0°≤θ≤360°；i为三相逆变器的第i相，1≤i≤3。作为优选方案，所述根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的IGBT导通压降和IGBT热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线，具体包括：根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的IGBT导通压降和IGBT热阻，通过以下计算公式计算每一个零矢量分配比例对应的该相中电流流过的IGBT的温升：其中，ΔTi_IGBT为三相逆变器第i相中电流流过的IGBT的温升；Uce(Ii)为三相逆变器第i相中的IGBT导通压降；Ri为IGBT热阻；k为零矢量V0(000)的作用时间占两个零矢量的总作用时间的比例，两个零矢量分别为零矢量V0(000)和零矢量V7(111)；根据在同一所述电流矢量角度下，每一个零矢量分配比例及其对应的该相中电流流过的IGBT的温升，创建该相中电流流过的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线。作为优选方案，所述根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的二极管导通压降和二极管热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的二极管的温升与零矢量分配比例关系曲线，具体包括：根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的二极管导通压降和二极管热阻，通过以下计算公式计算每一个零矢量分配比例对应的该相中电流流过的二极管的温升：其中，ΔTi_Diode为三相逆变器第i相中电流流过的二极管的温升；Uf(Ii)为三相逆变器第i相的二极管导通压降；Rd为二极管热阻；k为零矢量V0(000)的作用时间占两个零矢量的总作用时间的比例，两个零矢量分别为零矢量V0(000)和零矢量V7(111)；根据在同一所述电流矢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，其特征在于，包括：/n实时检测所述电机的转速；/n当检测到所述电机的转速小于等于预设的转速阈值时，检测所述电机的电流矢量角度；/n根据检测到的所述电流矢量角度，获取与所述电流矢量角度相对应的零矢量最优分配比例；/n根据所述零矢量最优分配比例，分别调整SVPWM的两个零矢量的占比，使得所述电机在所述电流矢量角度下，IGBT和二极管的最高温升值最小。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，其特征在于，包括：
实时检测所述电机的转速；
当检测到所述电机的转速小于等于预设的转速阈值时，检测所述电机的电流矢量角度；
根据检测到的所述电流矢量角度，获取与所述电流矢量角度相对应的零矢量最优分配比例；
根据所述零矢量最优分配比例，分别调整SVPWM的两个零矢量的占比，使得所述电机在所述电流矢量角度下，IGBT和二极管的最高温升值最小。


2.如权利要求1所述的用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，其特征在于，所述用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法还包括：
创建零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表；其中，所述零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表中的所述零矢量最优分配比例与所述电流矢量角度为一一对应的关系；
所述根据检测到的所述电流矢量角度，获取与所述电流矢量角度相对应的零矢量最优分配比例，具体为：
根据检测到的所述电流矢量角度，通过查询所述零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表，获取与所述电流矢量角度对应的零矢量最优分配比例。


3.如权利要求2所述的用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，其特征在于，所述创建零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表，包括：
根据每一所述电流矢量角度，计算三相逆变器中每一相的电流；
根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的IGBT导通压降和IGBT热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线；
根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的二极管导通压降和二极管热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的二极管的温升与零矢量分配比例关系曲线；
根据所述三相逆变器中每一相中电流流过的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线以及每一相中电流流过的二极管的温升与零矢量分配比例关系曲线，查询在同一所述电流矢量角度下，每一零矢量分配比例所对应的所述三相逆变器中电流流过的所有IGBT和二极管的最高温升值；
获取在同一所述电流矢量角度下，使所述三相逆变器中电流流过的所有IGBT和二极管的最高温升值最小的零矢量分配比例，作为零矢量最优分配比例；
根据每一所述电流矢量角度及其对应的零矢量最优分配比例，创建零矢量最优分配比例与电流矢量角度关系表。


4.如权利要求3所述的用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，其特征在于，所述根据每一所述电流矢量角度，计算三相逆变器中每一相的电流，具体为：
根据每一所述电流矢量角度，通过以下计算公式计算三相逆变器中每一相的电流：



其中，Ii为三相逆变器中第i相的电流；Is为电流矢量幅值；θ为电流矢量角度，0°≤θ≤360°；i为三相逆变器的第i相，1≤i≤3。


5.如权利要求3所述的用于电机的SVPWM调制零矢量分配方法，其特征在于，所述根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的IGBT导通压降和IGBT热阻，创建在同一所述电流矢量角度下，该相中电流流过的IGBT的温升与零矢量分配比例关系曲线，具体包括：
根据所述三相逆变器中每一相的电流以及该相中的IGBT导通压降和IGBT热阻，通过以下计算公式计算每一个零矢量分配比例对应的该相中电流流过的IGBT的温升：



其...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏铸亮，叶健豪，陈平，赵小坤，杨康，梁灵威，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44