[发明专利]能够消除奇次PWM频率谐波的空间矢量脉宽调制方法

说明书

本发明公开了一种能够消除奇次PWM频率谐波的空间矢量脉宽调制方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、按照传统七段式SVPWM策略，将矢量区间分成I、II、III、IV、V和VI六个扇区；步骤二、以锯齿波作为载波调制时，将连续两个载波周期看做一个整体，前一个载波周期保持不变，后一个载波周期调整矢量位置，或者前一个载波周期调整矢量位置，后一个载波周期保持不变。该方法能够有效消除电机奇次PWM频率的电磁振动，在同样的PWM频率下可以减小电机的可闻噪声，大幅度减小三相两电平电力逆变器的输出滤波器的体积。

技术领域

本发明涉及一种改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法，可用于三相两电平的电机驱动器或者电力逆变器，具体涉及一种锯齿波作为载波调制时，通过改变有效矢量的合成时序实现，用来消除三相两电平的电机驱动器或者三相两电平电力逆变器输出电压中的PWM频率的谐波含量的方法。

背景技术

传统的锯齿波作为载波，正弦波调制的七段式SVPWM策略如图1所示，当合成矢量位于第一扇区时，传统SVPWM技术的载波、开关状态、A相电压以及矢量合成时序如图2所示。如图2(b)所示，在一个载波周期内各矢量的合成时序为V₀→V₁→V₂→V₇→V₂→V₁→V₀。由于矢量合成时序关于零矢量V₇中心对称，所以在[0,0.5T_c]内的相电压波形和开关状态与[0.5T_c,T_c]内的相电压波形和开关状态关于0.5T_c对称，如图2(a)所示。其产生的相电压波形关于零矢量V_0,7对称，其中的谐波主要集中在PWM频率以及其整数倍频率附近处。当PWM频率为10.0kHz时，其相电压功率谱密度如图3所示。可见其谐波主要集中于10.0kHz、20.0kHz、30.0kHz、40.0kHz附近。相电压输入电机会产生相应的电流，电流会在电机上激发出对应频率的振动与噪声。人耳可闻噪声的范围是20Hz到20kHz，所以当开关频率为10.0kHz时采用传统的SVPWM策略会使得电机产生人耳可闻的噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够消除奇次PWM频率谐波的空间矢量脉宽调制方法，该方法能够有效消除电机奇次PWM频率的电磁振动，在同样的PWM频率下可以减小电机的可闻噪声，大幅度减小三相两电平电力逆变器的输出滤波器的体积。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种能够消除奇次PWM频率谐波的空间矢量脉宽调制方法，包括如下步骤：

步骤一、按照传统七段式SVPWM策略，将矢量区间分成I、II、III、IV、V和VI六个扇区，矢量为有效矢量V₁(100)、V₂(110)、V₃(010)、V₄(011)、V₅(001)、V₆(101)，零矢量V₇(111)、V₀(000)；

步骤二、以锯齿波作为载波调制时，将连续两个载波周期看做一个整体，各扇区内连续两个载波周期的矢量合成顺序如下：

方法一、前一个载波周期保持不变，后一个载波周期调整矢量位置：

在扇区I，连续两个载波周期的矢量合成顺序为V₀V₁V₂V₇V₁V₂V₀；

在扇区II，连续两个载波周期的矢量合成顺序为V₀V₂V₃V₇V₂V₃V₀；