[发明专利]双三相永磁同步电机PMSM锯齿载波双随机SVPWM控制方法

权利要求书

1.双三相永磁同步电机PMSM锯齿载波双随机SVPWM控制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1：首先通过PI控制器和坐标变换得到参考电压矢量在基波子平面α-β轴和三次谐波子平面z1-z2轴的投影u_α、u_β、u_z1、u_z2；

步骤2：其次分析最大四矢量SVPWM原理，推导出四个大矢量在一个开关周期的作用时间T₁、T₂、T₃、T₄，以及零矢量的作用时间T₀₀、T₇₇，进而计算逆变器每相在一个周期中的占空比；

步骤3：采用随机零矢量SVPWM，重新分配零矢量的作用时间T₀₀和T₇₇，并结合变延时SVPWM，使得开关周期T_s随机变化，将开关频率及其整数倍处的谐波分散到指定的频域内，大幅降低谐波幅值；

步骤4：最后将逆变器每相的占空比和开关周期T_s通过锯齿载波调制，得到中心不对称的开关序列，避免使用三角载波时开关序列的中心化处理，降低谐波含量。

2.根据权利要求1所述的双三相永磁同步电机PMSM锯齿载波双随机SVPWM控制方法，其特征在于，步骤2的具体过程如下：

六相逆变器根据每相不同开关状态的组合，得到64个空间电压矢量，将两个正交的子空间等分为12个扇区，为了使谐波平面可控，采用四矢量SVPWM，为了拥有更高的母线电压利用率，采用最大四矢量SVPWM，即选用离目标矢量最近的四个大矢量为参考电压矢量，最大四矢量SVPWM的计算过程可表示为：

式中，T_y(y＝1,2,3,4)表示第y个电压矢量在一个开关周期内作用的时间；U_xy(x＝α,β,z1,z2)表示第y个电压矢量在x轴上的投影；u_α、u_β、u_z1、u_z2表示参考电压矢量在相应轴上的投影；T_s表示开关周期；

零矢量的作用时间不会影响输出电压的幅值，调制算法中将两个零矢量的作用时间平均分配，即：

3.根据权利要求1所述的双三相永磁同步电机PMSM锯齿载波双随机SVPWM控制方法，其特征在于，步骤3的具体过程如下：

结合随机零矢量SVPWM与变延时SVPWM,得到双随机SVPWM，将开关频率及其整数倍处的谐波分散到指定的频域内，大幅降低谐波幅值；零矢量的作用时间不会影响输出电压的幅值，如果将两个零矢量u₀₀和u₇₇的作用时间随机分配，同时保持有效矢量作用时间不变，则逆变器合成的输出基波电压不会改变，只会减小开关频率及其整数倍处的谐波幅值，零矢量的作用时间可以表示为：

式中，R为[0,1]均匀分布的随机数；T₀为零矢量的作用时间；T₀₀和T₇₇分别为两个零矢量u₀₀和u₇₇的作用时间；

变延时SVPWM随机改变开关频率的同时保持采样频率不变，并保证开关频率的平均值等于采样频率，这样不仅保留了随机开关频率SVPWM谐波抑制效果明显的优点，且不会影响控制性能，在每个采样周期计算出下一个开关周期的延时时间Δt，则第n个开关周期的表达式为：

T_s(n)＝T_samp+Δt_n-Δt_n-1

Δt＝R_vtdT_samp

式中，T_samp为采样周期；R_vtd为[0,1]均匀分布的随机数。

4.根据权利要求1所述的双三相永磁同步电机PMSM锯齿载波双随机SVPWM控制方法，其特征在于：步骤4的具体过程如下：

采用锯齿载波时，每相每周期有两个比较值，当载波值等于比较值1时，开关信号S由0变为1；当载波值等于比较值2时，开关信号S由1变为0；改变比较值1和比较值2的数值，可以使每相脉冲处于一个开关周期内的任意位置，直接产生非中心对称的开关序列；将锯齿载波调制引入双三相电机，可直接产生不对称的开关序列，消除了中心化处理带来的目标矢量的误差。