一种多电平空间矢量调制方法技术

本申请涉及一种多电平空间矢量调制方法，包括S1、对输入参考向量和输出开关向量的值进行比较，获取差值记为误差向量；S2、根据误差向量获取积分误差向量；S3、确定积分误差向量所在的平行四边形的四个坐标；S4、利用NTV确定积分误差向量所在的三角形，所述三角形是a

【技术实现步骤摘要】
一种多电平空间矢量调制方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，涉及一种多电平空间矢量调制方法。

技术介绍

[0002]针对多电平逆变器，常用的调制方法主要有正弦脉宽调制技术SPWM和空间矢量脉宽调制技术SVPWM。SPWM技术是用脉冲宽度按正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，具有简单有效和容易实现的优势。SVPWM技术是根据三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，使得所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆，从而在电机调速领域得到了广泛的应用。根据空间矢量脉宽调制技术，任意参考矢量都可以由基本空间矢量合成，一般采用与参考矢量相邻最近的三个基本空间矢量来合成。
[0003]三电平逆变器中一般将矢量空间划分为6个大扇区，每个大扇区又分为4个小扇区，形成了24个基本三角形区域，每个三角形区域由三个基本空间矢量构成。这样就会有27个基本空间矢量，根据空间矢量的长度可分：大矢量、中矢量、小矢量和零矢量。大矢量的长度为2/3Vdc，共计有6个；中矢量的长度为，共计有6个；小矢量的长度为1/3Vdc，共计有12个；零矢量长度为0，共计3个。五电平逆变器中一般也将矢量空间划分为6个大扇区，每个大扇区又分成16个小扇区，其基本空间矢量从三电平的19个增加到61个，所有的冗余空间电压矢量达到了125个。
[0004]多电平逆变器空间矢量调制一个比较常见的问题就是需要将三相坐标系下的电压矢量通过坐标变换到α、β坐标系下得到矢量空间，并进行扇区的划分，在α、β坐标系下对参考电压矢量进行大小扇区识别，寻找最近三矢量来进行合成。还需要利用伏秒平衡原则对最近三矢量的作用时间进行计算得到每个开关管的占空比，其中的计算过程涉及大量的三角函数运算，如果在60度坐标系下可以简化运算但还是避免不了坐标变换和扇区的判断，由此带来运算量是非常大的。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种多电平空间矢量调制方法，有效减小运算量，从而简化的多电平空间矢量调制方法。
[0006]本申请提供一种多电平空间矢量调制方法，采用如下的技术方案：
[0007]一种多电平空间矢量调制方法，包括以下制备步骤：
[0008]S1、对输入参考向量和输出开关向量的值进行比较，获取差值记为误差向量；
[0009]S2、根据误差向量获取积分误差向量；
[0010]S3、确定积分误差向量所在的平行四边形的四个坐标；
[0011]S4、利用NTV确定积分误差向量所在的三角形，所述三角形是a
‑
b
‑
c坐标系下得到的；
[0012]S5、在一个开关周期内选择与积分误差向量欧式距离最小的向量作为输出切换向量；
[0013]S6、选择合适的调制器降低信号基带内的噪声，从而获得更好的谐波性能。
[0014]进一步的，步骤S1中所述获取差值记为误差向量包括以下计算步骤：
[0015]S11、对比归一化输入参考向量V
r
(V
a
、V
b
、V
c
)和量化输出切换向量S
w
之间的差值，获取差值记为误差向量。
[0016]进一步的，步骤S2中所述获取积分误差向量包括以下计算步骤：
[0017]S21、通过传递函数为的离散时间积分器对误差向量进行处理，收集得到V
ar
、V
br
、V
cr
；
[0018]S22、对V
ar
、V
br
、V
cr
进行计算处理，获取得到积分误差向量V
ie
(V
x
、V
y
、V
z
)。
[0019]通过采用上述技术方案，本申请克服了传统多电平空间矢量调制在坐标变换和扇区判断时需要采用三角函数，从而导致判断比较复杂，时延较大的问题。
[0020]本申请提供的方法不需要进行坐标变换和扇区判断，通过引入积分误差向量，寻找归一化后参考向量和量化输出切换向量之间的差异，再通过积分和数学运算得到积分误差向量，通过在a
‑
b
‑
c坐标系下直接判断积分误差向量所在的三角形就可以不进行扇区判断即可找到最近三矢量进行合成。简化了判断过程，提高了可靠性；同时判断方法只有四则运算，不存在三角函数计算，减少了计算延时，提高了实时性，极大地简化了算法。
[0021]进一步的，步骤S6中的调制器选择的是sigma
‑
delta调制器。
[0022]通过采用上述技术方案，本申请优化了调制器的选择，由于sigma
‑
delta调制器利用过采样，通过积分反馈组合将量化噪声推向高频区域，为噪声整形让路，高频附近的主要谐波将通过感应电机的电感过滤，通过采样和噪声整形负责在更宽的频率范围内分配谐波功率，从而降低信号基带内的噪声，从而获得更好的谐波性能。
[0023]借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：
[0024]第一，本申请克服了传统多电平空间矢量调制在坐标变换和扇区判断时需要采用三角函数，从而导致判断比较复杂，时延较大的问题。
[0025]本申请提供的方法不需要进行坐标变换和扇区判断，通过引入积分误差向量，寻找归一化后参考向量和量化输出切换向量之间的差异，再通过积分和数学运算得到积分误差向量，通过在a
‑
b
‑
c坐标系下直接判断积分误差向量所在的三角形就可以不进行扇区判断即可找到最近三矢量进行合成。简化了判断过程，提高了可靠性；同时判断方法只有四则运算，不存在三角函数计算，减少了计算延时，提高了实时性，极大地简化了算法。
[0026]第二、本申请优化了调制器的选择，由于sigma
‑
delta调制器利用过采样，通过积分反馈组合将量化噪声推向高频区域，为噪声整形让路，高频附近的主要谐波将通过感应电机的电感过滤，通过采样和噪声整形负责在更宽的频率范围内分配谐波功率，从而降低信号基带内的噪声，从而获得更好的谐波性能。
[0027]第三，本专利技术所提供的一种简化的多电平空间矢量调制方法，解决了固定开关频率下运行的SVPWM具有的噪声、机械振动和电磁干扰的问题，以及尽管随机脉宽调制(RPWM)具有优越的谐波频谱，但开关脉冲宽度可能小于开启选通装置所需的宽度的问题。利用sigma
‑
delta调制器，基于过采样和噪声整形原理，使谐波功率分布在更宽的频率范围内，从而产生更好的谐波性能。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，
并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电平空间矢量调制方法，其特征在于，包括以下调制步骤：S1、对输入参考向量和输出开关向量的值进行比较，获取差值记为误差向量；S2、根据误差向量获取积分误差向量；S3、确定积分误差向量所在的平行四边形的四个坐标；S4、利用NTV确定积分误差向量所在的三角形，所述三角形是a
‑
b
‑
c坐标系下得到的；S5、在一个开关周期内选择与积分误差向量欧式距离最小的向量作为输出切换向量；S6、选择合适的调制器降低信号基带内的噪声，从而获得更好的谐波性能。2.根据权利要求1所述的一种多电平空间矢量调制方法，其特征在于，步骤S1中所述获取差值记为误差向量包括以下计算步骤：S11、对比归一化输入参考向量V
r
(V
a
、V
b
、V
c
)和量化输出切换向量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚波，
申请(专利权)人：江苏东润智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：