[发明专利]一种空间矢量PWM谐波分析方法

摘要

本发明公开了一种空间矢量PWM谐波分析方法，该方法首先存储基本电压矢量的作用序列于基本电压矢量序列矩阵中，其次计算基本电压矢量的作用时间，然后存储基本电压矢量的作用时间于时间矩阵中，最后分析谐波特性。当用于三相逆变器谐波分析时，基本电压矢量序列矩阵包含3行，分别存储三相的开关状态对应的电平状态。将所有的空间矢量PWM策略的纹波电流及电压脉冲序列统一为相同的处理公式与过程，将输出的电压进行数字采样，用计算机推导及快速傅里叶变换的方法进行谐波性能的分析，使各种空间矢量PWM策略之间可以快速进行谐波特性的比较、性能评估及新策略的开发。

主权项

1.一种空间矢量PWM谐波分析方法，将所有的SVPWM策略的纹波电流及电压脉冲序列统一为相同的处理公式与过程，将输出的电压进行数字采样，用计算机推导及快速傅里叶变换的方法进行谐波性能的分析，使各种不同SVPWM策略之间可以快速进行谐波特性的比较、性能评估及新策略的开发，其特征在于，包括如下步骤：S1：存储基本电压矢量的作用序列于基本电压矢量序列矩阵S中；S2：计算基本电压矢量的作用时间；S3：存储与步骤S2对应的基本电压矢量的作用时间于时间矩阵ST中；S4：分析谐波特性；步骤S4中谐波频谱分析的计算过程为：S421：根据步骤S2与S4存储的所述基本电压矢量序列矩阵S与所述时间矩阵ST进行输出电压脉冲序列的离散采样，得到数字信号DS；具体的采样方法为：S4211：将所述时间矩阵ST的元素进行累加得到累积时间矩阵STC，所述累积时间矩阵STC的第q个元素为S4212：所述数字信号DS的第r个数据对应的采样时刻在所述累积时间矩阵STC中所处的位置为k，处在位置k的判断标志是式中，表示向下取整，Δ_t为采样时间间隔；S4213：所述数字信号DS的第r个采样数据为所述时间矩阵ST的第k个元素对应的基本电压矢量作用时对应的电压值；S422：将所述数字信号DS进行快速傅里叶变换得到频谱的幅值与相位；S423：精度判断与处理，步骤为：S4231：如果是第1次进行采样与频谱分析，则转S4235，S4232：如果不是第1次进行采样与频谱分析，则将本次计算得到谐波的幅值、相位与上一次计算得到的谐波的幅值、相位对应的频率分别相减，继续步骤S4233，S4233：如果之间的最大差值大于设定的误差限，则转S4235，S4234：如果之间的最大差值不大于设定的误差限，则转S4236，S4235：采样点数加倍，转步骤S421，S4236：转S424；S424：以最后一次计算得到的频谱作为最终的频谱；步骤S4中谐波畸变率的计算过程为：S411：计算谐波电流，公式为式中，N为奇数，大于3，对应于N电平逆变器与N‑1电平逆变器；Δi_AB(k,t)代表AB线电压对应的第k段纹波电流，Δi_AC(k,t)代表AC线电压对应的第k段纹波电流，Δi_BC(k,t)代表BC线电压对应的第k段纹波电流；t为时间，L_σ为等效电感，U_DC为直流母线电压；U_AB、U_AC、U_BC分别为平均AB、AC、BC线电压，在一个空间矢量PWM开关周期内通过时间平均得到；S412：计算微观谐波畸变率，公式为式中，为空间矢量PWM所述开关周期，M为调制比，为相位角；S413：计算宏观谐波畸变率，公式为