[发明专利]空间矢量脉宽调制系统

说明书

一种空间矢量脉宽调制系统，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。本发明通过预设的伪随机数列查找表改变零矢量分配系数，从而在载波频率保持不变的前提下改变逆变器的开关频率特性，改善噪音特性，且通过对伪随机数序列的调整获取期望的开关频率和噪音频谱分散特性；根据电流控制误差进行模式判断可以进行模式切换，保证逆变器输出的稳定性。

技术领域

本发明涉及的是一种电力电子领域的技术，具体是一种空间矢量脉宽调制系统。

背景技术

电压源型逆变器广泛用于电机驱动、电力传输等工业中，三相电压源型逆变器电机驱动系统通常通过脉冲宽度调制产生高频驱动信号驱动六个功率半导体器件，生成输出电压驱动负载运行。由于逆变器处于高开关频率工作状态时，功率半导体器件会产生显著的开关损耗，影响系统的传输效率，因而降低逆变器的开关频率有助于提高系统的传输效率，但伴随逆变器开关频率的下降，由开关动作产生的电磁噪音频谱向低频段靠拢，乃至进入人耳可以明显感受的范围，使用户的体验降低。

现有的空间矢量脉宽调制装置采用的逆变器在载波频率恒定时具有固定开关频率，导致低开关频率时系统噪声品质恶化。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种空间矢量脉宽调制系统，可以在载波频率恒定时，使得逆变器的开关频率分散，从而改善噪音的频谱特性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：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。

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。

所述的生成模式判断包括以下任意一种方式实现：包括：第一种是将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；第二种是将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；第三种是将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。

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。

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。

技术效果