基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型、方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型、方法及装置，包括步骤：构建前述的简化电压调制模型；将各相导通时间按照PWM进行调制，即可实现对参考电压的准确调制。本发明专利技术的技术直接获取各相导通时间，简化了电压矢量的调制过程，使其更加易于工程化实现，并可缩短执行时间。并可缩短执行时间。并可缩短执行时间。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型、方法及装置


[0001]本申请涉及电压调制
，具体公开了一种基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型、方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，现有技术采用的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)方案，需要判断电压矢量所在的扇区，并根据不同扇区采用不同的计算方式来计算占空比，由于共有六个扇区，因此需要六个公式去进行计算，导致计算步骤复杂；现有技术也有采用基于零序分量注入的SPWM方案来降低计算复杂程度，但是无法兼顾调制算法。
[0003]以图1所示的三相变流器为例进行分析，变流器任意桥臂的上下开关管处于互补状态，因此，一般以桥臂上开关管的状态来表示桥臂的工作状态，即S
x
（x=a,b,c）等于1时，表示该桥臂上管导通、下管关断；Sx等于0时，表示该桥臂上管关断、下管导通。对于三相变流器而言，每个桥臂的状态有0和1两种，因此整个变流器共有8种状态，以（S
a
‑
S
b
‑
S
c
）表示，如图2所示。
[0004]按照图2的分布特点，SVPWM将整个分布图划分为6个不同的扇区，在每个扇区内使用相邻两个非零电压矢量以及两个或者一个零电压矢量来等效合成。例如，当参考电压u
ref
落在原点与(100)及(110)构成的扇区内时，调制过程中会使用(100)及(110)这两个非零电压矢量按照伏秒平衡原则等效合成，控制周期内余下时间则分配给零电压矢量(000)与(111)，并进一步分析生成调制序列。
[0005]综上可知，现有技术的电压调制过程涉及到参考电压矢量的扇区鉴别、非零电压矢量作用时间计算以及调制序列生成等环节，存在流程繁杂的缺点。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术的缺点，本专利技术提出一种基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型、方法及装置。
[0007]本专利技术提出的技术方案是：一种基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型，其各相导通时间表达式如下：，其中构建虚拟电压矢量ON，并与以OM表示的(100)矢量构成的正交矢量为基底，对参考电压进行通用型调制，t
OM
为矢量OM的作用时间，t
ON
为矢量ON的作用时间；t
a
、t
b
、t
c
分别为a、b、c三相桥臂的导通时间，其中sign（y）函数为符号判别函数：
。
[0008]在可能的一个设计中，矢量OM与ON的大小分别可表示为：，U
dc
为母线电压。
[0009]在可能的一个设计中，OM与ON所处的方向与α、β轴系方向一致，根据α、β轴参考电压和直接计算矢量OM和ON的作用时间：，其中T
s
是控制周期。
[0010]在可能的一个设计中，对于作用时间为t
ON
的矢量ON来说，有如下伏秒平衡：；其中OA为矢量角度60度的基本电压矢量，OB为矢量角度120度的基本电压矢量。
[0011]在可能的一个设计中，矢量OM可等效为a相桥臂导通、b相和c相桥臂关断，其作用时间t
OM
等同于a相桥臂的导通时间为t
OM
、b相和c相桥臂的导通时间为0。
[0012]在可能的一个设计中，作用时间为t
OM
的矢量OM等效于a、b、c三相桥臂的导通时间表达式：。
[0013]本专利技术还提供一种基于虚拟电压矢量的简化电压调制方法，包括步骤： 构建前述的简化电压调制模型；将各相导通时间按照PWM进行调制，即可实现对参考电压的准确调制。
[0014]本专利技术还提供一种电机的电压调制装置，包括存储器、控制处理器及存储在所述存储器上并可在所述控制处理器上运行的计算机程序，所述控制处理器执行所述程序，以实现前述的电压调制方法。
[0015]本专利技术还提供一种控制系统，包括前述的电压调制装置。
[0016]本专利技术还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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行前述的电压调制方法。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的技术能够直接获取各相导通时间，简化了电压矢量的调制过程，使其更加易于工程化实现，并可缩短执行时间。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0019]图1为现有技术中三相变流器系统结构图；图2为现有技术中三相变流器的电压矢量分布图；图3为本专利技术基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型实施例中的电压矢量分布图。
具体实施方式实施例
[0020]如图3所示，本专利技术基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型，通过基本电压矢量(010)与(110)，即OB与OA，构建如图3中的虚拟电压矢量ON，并与以OM表示的(100)矢量构成的正交矢量为基底，对参考电压进行通用型调制。
[0021]矢量基OM与ON的大小分别可表示为：，由于OM与ON所处的方向与α、β轴系方向一致，因此通过伏秒平衡原理，根据α、β轴参考电压和直接计算矢量OM和ON的作用时间：，其中T
s
是控制周期，t
OM
和t
ON
分别是电压矢量OM和ON的作用时间。
[0022]对于矢量OM即(100)来说，其可以等效为a相桥臂导通、b相和c相桥臂关断，因此其作用时间t
OM
等同于a相桥臂的导通时间为t
OM
、b相和c相桥臂的导通时间为0。进一步考虑到t
OM
会随着参考电压矢量位置不同出现负数的情况，此时作用时间为负数t
OM
的(100)，从伏秒等效的角度上，可以等效为
‑
(100)即(011)，导通时间为
‑
t
OM
，因此此时可以进一步理解为a相桥臂导通时间为0、b相和c相桥臂导通时间为
‑
t
OM
。由此，可以得到作用时间为t
OM
的矢量OM等效于a、b、c三相桥臂的导通时间表达式：
，
[0023]t
a
、t
b
、t
c
分别为a、b、c三相桥臂的导通时间，其中sign（y）函数为符号判别函数：，对于作用时间为t
ON
的矢量ON来说，有如下伏秒平衡：；其中OA为矢量角度60度的基本电压矢量，OB为矢量角度120度的基本电压矢量，因此，可以按照上文分析OM的方式，将作用时间为t
ON
的矢量ON拆分到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型，其特征在于，其各相导通时间表达式如下：，其中构建虚拟电压矢量ON，并与以OM表示的(100)矢量构成的正交矢量为基底，对参考电压进行通用型调制，t
OM
为矢量OM的作用时间，t
ON
为矢量ON的作用时间；t
a
、t
b
、t
c
分别为a、b、c三相桥臂的导通时间，其中sign（y）函数为符号判别函数：。2.如权利要求1所述的基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型，其特征在于，矢量OM与ON的大小分别可表示为：，U
dc
为母线电压。3.如权利要求1或2所述的基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型，其特征在于，OM与ON所处的方向与α、β轴系方向一致，根据α、β轴参考电压和直接计算矢量OM和ON的作用时间：，其中T
s
是控制周期。4.如权利要求3所述的基于虚拟电压矢量的简化电压调制模型，其特征在于，对于作用时间为t
ON
的矢量ON来说，有如下伏秒平衡：，其中OA为矢量角度60度的基本电压矢量，OB为矢量角度120度的基本电压矢量。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，柴娜，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：