空间矢量脉宽调制方法及控制器技术

本发明专利技术公开了一种空间矢量脉宽调制方法，包括：向量A、B、C将空间均分为三个扇区，分别命名为AB区、BC区和CA区，矢量空间由向量A、B、C以及零向量组成；分别计算出A、B、C三个向量值Va、Vb、Vc；通过A、B向量组合或A、B、C向量组合获得五段式或七段式输出电压Vs。本发明专利技术通过划分扇区能简化SVPWM计算过程降低系统负担，同时能够实现五段式与七段式SVPWM和过调制，有利于工程实现。工程实现。工程实现。

【技术实现步骤摘要】
空间矢量脉宽调制方法及控制器


[0001]本专利技术涉及电机控制，特别是涉及一种用于电机控制的空间矢量脉宽调制方法。

技术介绍

[0002]空间矢量脉宽调制SVPWM是现在常用的电机控制方法，它与SPWM相比，可以提高约15％的电机输出能力，在微控制器越来越广泛应用的趋势下，SVPWM也得到了广泛的应用。
[0003]SVPWM将电压矢量分成了六个扇区，在输出PWM时需要进行扇区判断，矢量选择等过程，算法较复杂，不利于工程实现。
[0004]例如，中国专利CN202210756161.8、CN202211010343.7、CN202210685244.2等专利均将电压矢量分成了六个扇区存在上述缺陷没有给出优化方案。

技术实现思路

[0005]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于三扇区划分，相对享有技术能取消扇区判断和矢量选择，降低计算复杂度的空间矢量脉宽调制方法。
[0007]以及，一种用于执行所述空间矢量脉宽调制方法的控制器。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供的空间矢量脉宽调制方法，包括：
[0009]通过A、B向量组合或A、B、C向量组合获得五段式或七段式输出电压Vs。
[0010]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，通过向量加减法则和正弦定理分别计算出A、B、C三个向量值Va、Vb、Vc。
[0011]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，Va、Vb、Vc计算过程如下；
[0012]AB区：
[0013]Vs/sin(60)＝Va/sin(120
‑
θ)＝Vb/sin(θ)；
[0014]Va＝Vs*cos(θ)+sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；
[0015]Vb＝sqrt(3)*2/3*Vs*sin(θ)；
[0016]Vc＝0；
[0017]BC区：
[0018]Vs/sin(60)＝Vb/sin(240
‑
θ)＝Vc/sin(θ
‑
120)；
[0019]Va＝0；
[0020]Vb＝
‑
Vs*cos(θ)+sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；
[0021]Vc＝
‑
Vs*cos(θ)
‑
sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；
[0022]CA区：
[0023]Vs/sin(60)＝Va/sin(θ
‑
240)＝Vc/sin(360
‑
θ)；
[0024]Va＝Vs*cos(θ)
‑
sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；
[0025]Vb＝0；
[0026]Vc＝
‑
sqrt(3)*2/3*Vs*sin(θ)。
[0027]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，根据电压相等通过两向量值电压差和两相电压差分别计算出A、B、C三个向量值Va、Vb、Vc。
[0028]Voffset＝
‑
min(Van,Vbn,Vcn)；
[0029]Va＝Van+Voffset；
[0030]Vb＝Vcn+Voffset；
[0031]Vc＝Vbn+Voffset。
[0032]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，Van、Vbn和Vcn通过发park变换和反clark变换获得；
[0033]或，通过Vs计算获得。
[0034]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，通过输出电压Vs的角度θ判断扇区。
[0035]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，通过min(Van,Vbn,Vcn)判断扇区；
[0036]若Van＝min(Van,Vbn,Vcn),或Van≤Vbn且Van≤Vcn,则判断为BC区；
[0037]若Vbn＝min(Van,Vbn,Vcn),或Vbn≤Van且Vbn≤Vcn,则判断为CA区；
[0038]若Vcn＝min(Van,Vbn,Vcn),或Vcn≤Vbn且Vcn≤Van,则判断为AB区。
[0039]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，五段式的两种表达式如下：
[0040]五段式一：Voffset＝
‑
min(Van,Vbn,Vcn)；
[0041]五段式二：Voffset＝1
‑
max(Van,Vbn,Vcn)。
[0042]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，七段式的表达式如下：
[0043]Voffset＝(1
‑
max(Van,Vbn,Vcn)
‑
min(Van,Vbn,Vcn))/2。
[0044]可选择的，所述的空间矢量脉宽调制方法，若叠加Voffset后，Van Vbn Vcn中的最大值超过1，则判断该矢量无法通过物理实现，需要进行过调制处理，调制处理如下：
[0045]If max(Van,Vbn,Vcn)>1；
[0046]Gain＝1/max(Van,Vbn,Vcn)；
[0047]Van＝Van*Gain；
[0048]Vbn＝Vbn*Gain；
[0049]Vcn＝Vcn*Gain。
[0050]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种控制器，其内部存储有一程序，所述程序被执行时，实现上述任意一项所述空间矢量脉宽调制方法中的步骤。
[0051]本专利技术的工作原理进一步说明如下：
[0052]现有技术中SVPWM通常将矢量空间分为6个扇区，参考图1所示。基于向量加减法则，本专利技术提出简化的空间矢量脉宽调制算法(SSVPWM)，参考图2、图3和表1所示。
[0053]表1
[0054]向量SaSbScVaVbVcVanVbnVcnVs00000000000A100Vdc002Vdc/3
‑
Vdc/3
‑
Vdc/3Vdc*e^j0B0100Vdc0
‑
Vdc/32Vdc/3
‑
Vdc/3Vdc*e^j(2/3pi)
C00100Vdc
‑
Vdc/3
‑
Vdc/32Vdc/3Vdc*e^j(4/3pi)
[0055]Van Vbn Vcn为三相相电压；
[0056]Vs＝Van*e^j0+Vbn*e^j(2/3pi)+Vcn*e^j(4/3pi)
[0057]SSVPWM中，矢量空间由向量A/B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，包括：向量A、B、C将空间均分为三个扇区，分别命名为AB区、BC区和CA区，矢量空间由向量A、B、C以及零向量组成；分别计算出A、B、C三个向量值Va、Vb、Vc；通过A、B向量组合或A、B、C向量组合获得五段式或七段式输出电压Vs。2.如权利要求1所述的空间矢量脉宽调制方法，包括：通过向量加减法则或正弦定理分别计算出A、B、C三个向量值Va、Vb、Vc。3.如权利要求2所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于：Va、Vb、Vc计算过程如下；AB区：Vs/sin(60)＝Va/sin(120
‑
θ)＝Vb/sin(θ)；Va＝Vs*cos(θ)+sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；Vb＝sqrt(3)*2/3*Vs*sin(θ)；Vc＝0；BC区：Vs/sin(60)＝Vb/sin(240
‑
θ)＝Vc/sin(θ
‑
120)；Va＝0；Vb＝
‑
Vs*cos(θ)+sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；Vc＝
‑
Vs*cos(θ)
‑
sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；CA区：Vs/sin(60)＝Va/sin(θ
‑
240)＝Vc/sin(360
‑
θ)；Va＝Vs*cos(θ)
‑
sqrt(3)/3*Vs*sin(θ)；Vb＝0；Vc＝
‑
sqrt(3)*2/3*Vs*sin(θ)。4.如权利要求1所述的空间矢量脉宽调制方法，包括：根据电压相等通过两向量值电压差和两相电压差分别计算出A、B、C三个向量值Va、Vb、Vc。Voffset＝
‑
min(Van,Vbn,Vcn)；Va＝Van+Voffset；Vb＝Vcn+Voffset；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，范守高，
申请(专利权)人：联创汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：