CN102270935A - 满足最佳换流顺序的svpwm变频方法 - Google Patents

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高立新
熊鲁源
张铄
李春英
岳丹
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Abstract

本发明公开了一种满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，首先通过三相全桥电路构建功率变换电路，其中每相桥臂上分别串接一个单刀双掷电子开关，其中单刀双掷电子开关的二个不动端接在每相桥臂中，然后从电机三相接线端上分别引出导线，并对应接入每相桥臂上的单刀双掷电子开关的动端；每相桥臂上的单刀双掷电子开关的开关动作分别由三相SVPWM波控制；然后根据满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法的规律，将其中一路电子开关的状态设为恒定，其余的二个电子开关的状态为变化波形。本发明的数学模型简单，满足最佳换流顺序的SVPWM波形除了具有普通SVPWM波形的优点外，还大大降低了开关损耗，减少了电磁辐射。

Description

满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法
技术领域
    本发明涉及SVPWM变频领域，具体涉及一种满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法。
背景技术
传统的正弦波脉宽调制（SPWM）方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而空间矢量脉宽调制法（SVPWM，Space Vector Pulse Width Modulation）方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，从电机的角度出发，着眼于使电机获得幅值恒定的圆形磁场，它以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想圆形磁通轨迹为基准，用逆变器不同的开关模式产生的实际磁通去逼近基准磁通圆，从而达到优良的控制性能，与正弦波脉宽调制法（SPWM）相比SVPWM法在电机的电流中产生的谐波较小并且提高了母线电压的利用率。数学模型也比较简单，便于微处理器的实时控制。
实现SVPWM的方法通常是电压矢量合成法，即采用相邻2个非零矢量和零矢量合成一个等效的电压矢量。
发明内容
本发明的目的是提供一种满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，即为满足“最佳换流顺序”的空间矢量脉宽调制（SVPWM）法。
本发明的技术方案如下：
一种满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
（1）、首先通过导线搭建三相全桥电路，并以此三相全桥电路作为功率变换电路，其中每相桥臂上分别串接一个单刀双掷电子开关，其中单刀双掷电子开关的二个不动端接在每相桥臂中，然后从电机三相接线端上分别引出导线，并对应接入每相桥臂上的单刀双掷电子开关的动端；
（2）、每相桥臂上的单刀双掷电子开关的开关动作由一路空间矢量脉宽调制波（SVPWM波）控制，则三相桥臂上的单刀双掷电子开关的三个动端的输出，记为U、V、W波；
（3）、在空间矢量脉宽调制波的作用下，每相桥臂上的单刀双掷开关的动端与二个不动端之间的通断关系组合成八种开关状态，所述的八种开关状态在360度的空间内形成（0，0，0）、（1，0，0）、（1，1，0）、（0，1，0）、（0，1，1）、（0，0，1）、（1，0，1）和（1，1，1）八个电压矢量，并将360度的电压空间分为六个扇区，即为0~5区，相邻二个电压矢量可以合成出位于这二个电压矢量之间的任何矢量；
（4）、在所述的八个电压矢量中，（0，0，0）和（1，1，1）电压矢量分别为零矢量，其余六个电压矢量分别为有效电压矢量；
（5）、将0~5区内的六个有效电压矢量（U、W、V）中的对应的某个开关状态设为恒定，即U、V、W波中任何时候总有一相的电子开关处于“不动”状态。
所述的满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，其特征在于：在（0，0，0）和（1，1，1）二个零矢量对应的开关状态下，电机的驱动电流为零。
本发明的有益效果：
本发明的数学模型简单，满足最佳换流顺序的SVPWM波形除了具有普通SVPWM波形的优点外，还大大降低了开关损耗，减少了电磁辐射。
附图说明
图1为本发明三相全桥电路的等效电路图。
图2为本发明六个有效电压矢量的空间示意图。
图3为本发明相邻二个电压矢量的合成矢量示意图。
图4为普通的SVPWM波形图。
图5为本发明的SVPWM波形图。
具体实施方式
参见图1、2、3，一种满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，具体包括以下步骤：
（1）、首先通过导线搭建三相全桥电路，并以此三相全桥电路作为功率变换电路，其中每相桥臂上分别串接一个单刀双掷高速电子开关，其中单刀双掷高速电子开关的二个不动端接在每相桥臂中，然后从电机三相接线端上分别引出导线，并对应接入每相桥臂上的单刀双掷高速电子开关的动端；
（2）、每相桥臂上的单刀双掷高速电子开关的开关动作由一路空间矢量脉宽调制波（SVPWM波）控制，则三相桥臂上的单刀双掷高速电子开关的三个动端的输出，记为U、V、W波；
（3）、在空间矢量脉宽调制波的作用下，每相桥臂上的单刀双掷开关的动端与二个不动端之间的通断关系组合成八种开关状态，所述的八种开关状态在360度的空间内形成（0，0，0）、（1，0，0）、（1，1，0）、（0，1，0）、（0，1，1）、（0，0，1）、（1，0，1）和（1，1，1）八个电压矢量，并将360度的电压空间分为六个扇区，即为0~5区，相邻二个电压矢量可以合成出位于这二个电压矢量之间的任何矢量；
（4）、在所述的八个电压矢量中，（0，0，0）和（1，1，1）电压矢量分别为零矢量，其余六个电压矢量分别为有效电压矢量；
（5）、将0~5区内的六个有效电压矢量（U、W、V）中的对应的某个开关状态设为恒定，即U、V、W波中任何时候总有一相的电子开关处于“不动”状态。在（0，0，0）和（1，1，1）二个零矢量对应的开关状态下，电机的驱动电流为零。
以下结合图4、图5对本发明作进一步的说明：
图4和图5三相波形中的灰色部分代表高速变化波形，白色部分代表静止的“0和1”，对比图4和图5后可见，本发明的SVPWM波形在任何时刻总有一路输出是“静止”的，功率模块的开关次数降低了1/3（任何时候三个电子开关只有两个处于高速动作状态，另外一个处于静止状态），本发明的SVPWM波形除了具有普通SVPWM波形的优点外，还大大降低了开关损耗，减少了电磁辐射。

Claims (2)

1.一种满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
（1）、首先通过导线搭建三相全桥电路，并以此三相全桥电路作为功率变换电路，其中每相桥臂上分别串接一个单刀双掷电子开关，其中单刀双掷电子开关的二个不动端接在每相桥臂中，然后从电机三相接线端上分别引出导线，并对应接入每相桥臂上的单刀双掷电子开关的动端；
（2）、每相桥臂上的单刀双掷电子开关的开关动作由一路空间矢量脉宽调制波（SVPWM波）控制，则三相桥臂上的单刀双掷电子开关的三个动端的输出，记为U、V、W波；
（3）、在空间矢量脉宽调制波的作用下，每相桥臂上的单刀双掷开关的动端与二个不动端之间的通断关系组合成八种开关状态，所述的八种开关状态在360度的空间内形成（0，0，0）、（1，0，0）、（1，1，0）、（0，1，0）、（0，1，1）、（0，0，1）、（1，0，1）和（1，1，1）八个电压矢量，并将360度的电压空间分为六个扇区，即为0~5区，相邻二个电压矢量可以合成出位于这二个电压矢量之间的任何矢量；
（4）、在所述的八个电压矢量中，（0，0，0）和（1，1，1）电压矢量分别为零矢量，其余六个电压矢量分别为有效电压矢量；
（5）、将0~5区内的六个有效电压矢量（U、W、V）中的对应的某个开关状态设为恒定，即U、V、W波中任何时候总有一相的电子开关处于“不动”状态。
2.根据权利要求1所述的满足最佳换流顺序的SVPWM变频方法，其特征在于：在（0，0，0）和（1，1，1）二个零矢量对应的开关状态下，电机的驱动电流为零。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100411284C (zh) * 2002-10-15 2008-08-13 国际整流器公司 用于永磁电机驱动装置的空间矢量脉宽调制装置

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Non-Patent Citations (1)

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Title
张桂斌等: "最小开关损耗VSVPWM 技术的研究与仿真", 《电工技术学报》 *

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