[发明专利]空间矢量脉宽调制系统

权利要求书

1.一种空间矢量脉宽调制系统，其特征在于，包括：依次相连的模式判断模块、零矢量分配系数模块和空间矢量脉宽调制模块，其中：模式判断模块根据设定阈值判断零矢量分配系数的生成模式并传输至零矢量分配系数模块，零矢量分配系数模块根据生成模式生成零矢量分配系数并传输至空间矢量脉宽调制模块，空间矢量脉宽调制模块根据零矢量分配系数和静止两相坐标系下的指令电压获得三相桥臂的占空比信号并输出至载波比较模块；

所述的载波比较模块将占空比信号与载波信号比较后，输出六路桥臂驱动信号并发送至逆变器；逆变器接收载波比较模块发出的六路桥臂驱动信号，生成驱动电压驱动电机运行；电机接收逆变器输出的驱动电压产生转矩带动负载运行；位置检测模块检测电机的转子位置信息发送至电压变换模块和电流变换模块；

所述的模式判断模块包括：依次相连的绝对值单元、低通滤波单元和阈值比较单元，其中：绝对值单元分别将d轴和q轴的电流控制误差求绝对值，再各自经低通滤波单元处理，处理后的数值传输至阈值比较单元进行生成模式判断。

2.根据权利要求1所述的空间矢量脉宽调制系统，其特征是，所述的模式判断模块包括：第一绝对值单元、第二绝对值单元、第一低通滤波单元、第二低通滤波单元和阈值比较单元，其中：第一绝对值单元和第二绝对值单元分别将d轴和q轴的电流控制误差Δi_d和Δi_q求绝对值得|Δi_{d_LPF}|和|Δi_{q_LPF}|，再各自经第一低通滤波单元和第二低通滤波单元处理，处理后的数值传输至阈值比较单元进行生成模式判断。

3.根据权利要求2所述的空间矢量脉宽调制系统，其特征是，所述的第一低通滤波单元、第二低通滤波单元采用自适应滤波，其低通滤波截止频率跟随电机的转速动态线性变化，即转速下降时，截止频率下降，转速升高时，截止频率随之升高。

4.根据权利要求1～3中任一所述的空间矢量脉宽调制系统，其特征是，所述的生成模式判断包括以下任意一种方式实现：

①将d轴和q轴的误差绝对值分别与预先设定的阈值进行比较，当任一误差绝对值超过阈值，则采用常值模式，反之则采用序列模式；

②将d轴和q轴的误差绝对值求和后与预先设定的阈值进行比较，当二者之和超过阈值，则采用常值模式，反之则采用序列模式；

③将d轴和q轴的误差绝对值求解均方根值，再与预先设定的阈值进行比较，当均方根值超过阈值，则采用常值模式，反之则采用序列模式。

5.根据权利要求4所述的空间矢量脉宽调制系统，其特征是，所述的零矢量分配系数模块生成零矢量分配系数的过程：当输入的生成模式为常值模式时，输出预设的常数作为零矢量分配系数；当输入的生成模式为序列模式时，根据递增的索引指数查找预先设定的数组中的系数作为零矢量分配系数，当索引指数达到数组长度后，重置索引指数，再从数组的头部重新输出序列。

6.根据权利要求5所述的空间矢量脉宽调制系统，其特征是，所述的三相桥臂的占空比信号，通过以下步骤得到：

1)由输入的两个指令电压对应到扇区，再根据所在扇区计算两个有效电压矢量的占空比以及零矢量的总占空比；

2)根据零矢量分配系数，计算步骤1)得到的两个零矢量的占空比；

3)根据所在扇区、有效电压矢量的占空比和零矢量的占空比，得到三相桥臂的占空比信号。

7.根据权利要求5所述的空间矢量脉宽调制系统，其特征是，所述的三相桥臂的占空比信号的获得过程：由输入的两个指令电压和判断所在扇区，再根据所在扇区计算两个有效电压矢量的占空比T_x和T_y；

计算零矢量的总占空比，结合零矢量分配系数k_c，得到零矢量U₀和U₇的占空比，将有效电压矢量的占空比T_x和T_y、零矢量的占空比T₀和T₇结合，得到三相桥臂的占空比信号T_a、T_b和T_c并传输至载波比较模块；

所述的计算零矢量的总占空比的公式为：T_c＝1-T_x-T_y，其中：T_c为电压矢量的总占空比，T_x和T_y分别为两个有效电压矢量的占空比；

所述的U₀和U₇矢量的占空比满足T₀＝T_c·k_c和T₇＝T_c·(1-k_c)，其中：T₀和T₇分别为U₀和U₇矢量的占空比，k_c为零矢量分配系数。