基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波pwm過調制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于：首先構建一準正弦平頂波作為調制波，并對三角載波進行調制，然后采用三相PWM過調制算法進行過調制。本發(fā)明采用三角載波采樣生成三相PWM，在線性區(qū)內的最大輸出線電壓基波幅值較SPWM高19%，顯著提升了直流電壓利用率。
【專利說明】基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法。
【背景技術】
[0002]PWM過調制技術是指直流母線電壓利用率最大化，其最大輸出達到方波模式的一種PWM技術。目前研究較多的PWM過調制技術為SVPWM (SpaceVectorPWM空間電壓矢量脈寬調制)過調制技術。
[0003]整個SVPWM的調制范圍分為線性區(qū)與過調制區(qū)，相應PWM算法分述如下。
[0004]1、線性區(qū):SVPWM通過6個基本空間電壓矢量將矢量空間劃分為6個扇區(qū)，如圖1所示。基本矢量標號以abc為序,I代表該相上橋臂開通,O代表該相下橋臂開通。Uref代表輸出參考電壓矢量，Θ為矢量旋轉角。
[0005]在每個開關周期Ts內，用所在扇區(qū)包含的兩個基本空間電壓矢量Ux、Ux±l與零矢量U7、U8的線性組合去逼近待輸出的Uref，即
[0006]UrefTs=UxVUxilI^U7VU8Ttl (I)
[0007]式中Ts=Tl+T2+2T0, Tl為Ux的作用時間，T2為Ux±l的作用時間，TO為零矢量
U7、U8的作用時間。Ud為直流母線電壓。根據每次只切換一個開關狀態(tài)
的原則，對每一扇區(qū)包含的兩個基本空間電壓矢量，確定矢量標號中含有I個“I”的矢量為Ux，含有2個“I”的矢量為Ux±l。應用正弦定理得出各扇區(qū)空間電壓矢量作用時間T1、T2如表1所示。
[0008]表1各扇區(qū)基本矢量作用時間
【權利要求】
1.一種基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于:首先構建一準正弦平頂波作為調制波，并對三角載波進行調制，然后釆用三相PWM過調制算法進行過調制，所述準正弦平頂波的波形數學描述如下:
2.根據權利要求1所述的基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于:所述的對三角載波進行調制是采用不對稱規(guī)則采樣法計算PWM，計算公式如下:
3.根據權利要求1所述的基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于:所述的采用三相PWM過調制算法進行過調制是由DSP器件的實時計算予以實現，包括以下步驟: 501:將三相逆變電路各相橋臂的IGBT開關的控制極分別通過一驅動電路連接到一DSP器件的PWM輸出引腳； 502:由DSP的事件管理器EVA中的比較寄存器CMPR1、CMPR2、CMPR3分別控制a相、b相、c相橋臂的PWM輸出； 503:設置定時器Tl為增減計數工作模式，其周期寄存器TlPR值設為載波周期值T。的二分之一；使能定時器T1下溢及周期中斷，即設置程序在每一載波周期發(fā)生兩次中斷，程 序由主程序和中斷子程序構成；主程序主要計算載波比N與當前調制度M值，進而判別其范 圍；當中斷發(fā)生時，程序轉入中斷子程序中進行PWM實時計算；S04 ：DSP器件根據CMPR1、CMPR2、CMPR3中的數值控制各相橋臂的IGBT開關在每一載 波周期Tc內的開通與關斷時間，使a、b、c點輸出PWM電壓波，三點間電壓Uab、Ub。、Uca即為 三相PWM線電壓。
4.根據權利要求3所述的基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于： 所述主程序具體計算方式如下：當0 < M < 1. 19時，則PWM處于線性區(qū)，令a =0. 658，并使1MUm= .計算調制波高當1.時，為過調制區(qū)，則根據M值sin 0.6^8 ，1.1V .查表確定a及;^并將1賦值給Um，保持調制波高Mh=l不變。 sin a ， sin a
5.根據權利要求3所述的基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于： 所述中斷子程序具體計算方式如下：在中斷子程序中，首先計算當前采樣點序號k值，即每發(fā)生一次中斷對k值加1，接著計算對應的a、b、c相調制波角度《ti=aA。，colit 為a相調制波角度，&tb為b相調制波角度，0)t + 為c相調制波角度，N — —r為載波比，接著判別。角處于調制波的何種波形范圍，當0≤《ti=aA。≤a，或 31-a≤《ti=a，b，?！躂i + a，或23i-a ( ? ti=a，b，?！? 時，表明采樣位置處于調制波的正rri'H弦波部分，貝1J分別按公式 ^ =—(1 + J h siW/=士）與^^ =~r(l-~r^-sin cotl=tl ht)計算 a、b、c相上橋臂與下橋臂在每半個載波周期|內（下同）的開通時間；當a<coti=a；b；c<Ji-a 時，表明采樣位置處于調制波的正平頂波部分，則分別按公式r =|(1+/V/A)與t?" =1(1-%)計算a、b、c相上橋臂與下橋臂開通時間；當^ + a<?ti=a；b；c<2Ji-a時，表明米樣位置處于調制波的負平頂波部分，則分別按公式Kn =^r('_ MI,、與L" = ^h)計算a、b、c相上橋臂與下橋臂開通時間，進而得出與該時間脈寬對應的比較值，并將該比 較值分別存入比較寄存器CMPR1、CMPR2、CMPR3中。
6.根據權利要求1所述的基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于： 所述0.6≤a≤0.8。
7.根據權利要求1所述的基于優(yōu)化的準正弦平頂調制波PWM過調制方法，其特征在于： 所述 a =0. 658。
【文檔編號】H02M7/5387GK103490659SQ201310438061
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】王榕生 申請人:福州大學