[发明专利]基于两级H桥的六相感应电机SVPWM控制方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于SVPWM领域，具体涉及一种六相感应电机SVPWM控制方法。

背景技术

空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation/SVPWM）技术源于三相电机调速控制系统，并被广泛应用于各类PWM逆变电源中。该算法具有母线电压利用率高，开关器件损耗小等优点。单相SVPWM技术是在传统逆变电源SVPWM技术原理的基础上，引入了单相电源的电压状态矢量空间和平面坐标旋转变换。

单相正弦电压的线电压形式如式（1）：

                                                                                      （1）

与三相的三维空间坐标旋转变换相似，取轴正方向的单位矢量，做逆变换后即可计算得到原空间电压矢量在轴下的坐标：

                                         （2）

单相全桥逆变器电路拓扑如附图1所示。理想工作状态下，全桥逆变器每一桥臂上下开关管开关状态互补，此逆变桥电路可产生四种离散输出线电压矢量。其中，“0”表示关断，“1”表示开通。单相逆变器的四种开关状态如表1示，即电压矢量在空间上可形成4个离散的电压矢量。

                         （3）

将经过坐标旋转可变换为：

                                      （4）

 表1 单相逆变器的4种开关状态

SVPWM技术的基本思想是用离散的电压矢量线性拟合期望输出的电压矢量。设为PWM载波周期， 为当前有效电压矢量作用时间，为零电压矢量作用时间，则由伏秒平衡原理可得：

                                                （5）

其中，即为期望的输出电压矢量，为或。

当时，即的正半周上时，取为

                                  （6）

时，取为

           （7）

另外，电压调制比定义为期望输出电压与逆变输出电压矢量模的比值。

                                          ( 8 )

 单相SVPWM的传统开关模式的矢量作用顺序为。其中，对应表1中a=1、b=0的状态，即S1、S4两个管子导通；分别对应a=0、b=0，a=1、b=1时的状态，即零矢量。其矢量分布图如附图4所示。

经实际上电调试，通过控制器给予各IGBT触发脉冲，单相电机可正常运行。

本发明的目的是提供一种能够实现六相感应电机高效稳定运行的SVPWM控制方法。本发明六相电机为双Y移30°绕组感应电机，在单相SVPWM技术的基础上，通过移相，来实现六相感应电机的SVPWM控制。

本发明的技术方案是：

一种基于两级H桥的六相感应电机SVPWM控制方法，所述电机为六相独立绕组：A1，B1，C1，A2，B2，C2，其中A1、B1、C1任意两项之间电角度为120°，A2、B2、C2任意两项之间电角度为120°，A1与A2、B1与B2、C1与C2之间电角度互差30°，其实现步骤如下：

第一步：各项储存器存储正弦波的离散点，通过离散点拟合电压矢量；

第二步：将电压矢量传递给信号保持器；

第三步：根据电压矢量的值计算矢量作用时间及比较值，从而产生各级SVPWM脉冲，其中，电压矢量值每隔一个开关周期刷新一次；

其中，上述第一步离散点拟合正弦电压矢量；

上述第三步矢量作用时间及比较值计算如下： 其中， 为三相电源线电压的有效值，为单相全桥逆变器的直流母线电压，为PWM载波周期， 为当前有效电压矢量作用时间，为零电压矢量作用时间， CMPR1、CMPR2为时间比较值。

                

本发明的控制方法可以应用于多种控制器，如单片机、DSP、ARM芯片、FPGA等半导体器件。