CN102624317B - 一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统，过调制方法包括以下步骤：按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间；根据调制比确定参考矢量所处的过调制区，从而选择不同的过调制模式；若参考矢量处于过调制模式一，则计算过调制模式一的补偿系数，并根据零矢量的作用时间和补偿系数修正基本矢量的作用时间；若参考矢量处于过调制模式二，则计算过调制模式二的补偿系数，并根据两个有效矢量的作用时间和补偿系数修正基本矢量的作用时间。本发明克服了现有过调制方法及其系统复杂，输出电压和参考电压差别较大的技术问题，原理和实现简单，同时输出电压和参考电压保持高度一致。

Description

一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种空间矢量脉宽调制方法及其系统，尤其是涉及一种主要应用于交流传动控制系统的两电平空间矢量脉宽调制的简易过调制方法及其系统。

背景技术

脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)技术是一种现代电气系统电压输出控制方法。其原理主要基于当冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，这就是面积等效原理。脉冲宽度调制就是利用这个原理对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形(含幅值和相位)。脉冲宽度调制应用在交流传动领域，主要的功能是根据参考电压，调制出PWM波，控制主电路的开关器件从而获得与参考电压效果一致的输出电压。

空间矢量脉宽调制(SVPWM，Space Vector Pulse Width Modulation)，空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略是依据变流器空间电压矢量切换来控制变流器的一种控制策略。SVPWM早期是由日本学者针对交流电动机变频驱动而提出的，后来因其比正弦脉宽调制(SPWM)具有更高的直流侧电压利用率、更好的电机动态响应、更小的转矩脉动、同时易于数字实现等特点，因此在交流电机变频调速等得到了广泛应用。

附图1为两电平SVPWM的基本矢量的分布图。其中是基本矢量，称为有效矢量，矢量的模2*V_dc/3，的模为零，则称为零矢量，为参考矢量。SVPWM的基本原理是利用靠近参考矢量的两个有效矢量来合成参考矢量，不足的时间用零矢量来补齐。假设参考矢量在第一扇区，假n设的作用时间为T₁，的作用时间为T₂，零矢量的作用时间为T₀，T_s为开关周期，则根据平行四边形合成原则可得：

T₁+T₂+T₀＝T_s

$\frac{V_s}{\sin \frac{2}{3}\mathrm{\π}}=\frac{\frac{T_1}{T_s}{V}_1}{\sin (\frac{\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ})}=\frac{\frac{T_2}{T_s}{V}_2}{\sin \mathrm{\θ}}---\left(1\right)$

通过公式(1)可得：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_1=\frac{\sqrt{3}{V}_s{T}_s}{V_{\mathrm{dc}}}\sin (\frac{\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ})\\ T_2=\frac{\sqrt{3}{V}_s{T}_s}{V_{\mathrm{dc}}}\sin \mathrm{\θ}\\ T_0=T_s-T_1-T_2\end{array}\right.$

其他扇区的计算可以同理类推，计算获得基本矢量的作用时间，根据矢量排列顺序便可 以实现两电平的SVPWM调制。

但是，对现有的SVPWM过调制技术来说，空间矢量PWM调制在线性区只能达到90.7％的调制比，为了进一步提高直流电压利用率以及满足调速系统高转矩的需求，学者们提出了SVPWM过调制策略。采用SVPWM过调制策略能将SVPWM的调制区间拓展到非线性区，从而将系统的调制范围从0～90.7％延伸至0～100％。目前学者提出了很多的过调制策略，如最小相位误差过调制、最小幅值误差过调制、基于叠加原理SVPWM过调制、基于空间矢量分类技术过调制等等。这些方法有些比较复杂，有些输出电压与参考电压差别较大，不能很完善的实现SVPWM过调制。

两电平空间矢量调制(SVPWM)在线性调制区内，输出电压随调制比的增加而线性增加，同时输出电压的幅值、相位和参考电压保持一致。但是当参考电压大于0.577倍直流侧电压时，调制进入非线性调制区，线性调制区的方法已经不能满足要求，必须采用过调制方法。现有的两电平过调制方法及其系统比较复杂，同时输出电压与参考电压的差别较大。

本申请人于2009年01月04日提交了申请号为CN200910001202.7的发明专利申请，该申请于2009年05月27日公开，公开号为CN101442290A。该专利公开了一种二电平空间矢量脉冲宽度调制的过调制方法及系统，虽然实现了两电平的过调制，但是在过调制Ⅰ区不能保证输出电压与参考电压的相位一致，同时在过调制Ⅱ区采用保持角的策略，实现比较复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统，克服了现有过调制方法及其系统计算复杂，同时输出电压和参考电压差别较大的技术问题，本发明实现原理和实现过程简单，同时输出电压和参考电压能够保持高度一致。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种两电平双模式空间矢量过调制方法的技术实现方案，一种两电平双模式空间矢量过调制方法，包括以下步骤：

(A)：按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比基本矢量的作用时间；

(B)：根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，或是过调制Ⅱ区，从而选择不同的过调制模式；

(C)：若参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，则选择过调制模式一，并计算过调制模式一的补偿系数，并根据零矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间；

(D)：若参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，则选择过调制模式二，并计算过调制模式二的补偿系数，并根据两个有效矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，前述步骤C 中根据零矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间的过程包括：当零矢量的作用时间大于零时，将零矢量的作用时间按照设定的比例和分配规则分别补偿给基本矢量中的两个有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，前述步骤D中根据两个有效矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间的过程包括：将作用时间短的有效矢量的作用时间按照设定比例补偿给作用时间长的有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，线性调制区的方法根据以下公式计算参考矢量的调制比：

$M=\frac{\left|U_{\mathrm{ref}}\right|}{\frac{2}{\mathrm{\π}}*U_{\mathrm{dc}}}$

其中，|U_ref|为参考矢量的幅值，U_dc为直流侧电压。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当基本矢量的调制比M为：0.907＜M≤0.952时，参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，选择过调制模式一。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当基本矢量的调制比M为：0.952＜M≤1时，参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，选择过调制模式二。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当参考矢量处于过调制模式一时，按照以下公式计算过调制模式一的补偿系数k₁：

k₁＝M×22.222-20.155

其中，M为参考矢量的调制比。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当参考矢量处于过调制模式二时，按照以下公式计算过调制模式二的补偿系数k₂：

k₂＝M×20.833-19.833

其中，M为参考矢量的调制比。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当处于过调制模式一并且零矢量的作用时间T₀＞0时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_1+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_2+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=T_0-k_1{T}_0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，k₁为过调制模式一的补偿系数。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当处于过调制模式一并且零矢量的作用时间T₀≤0时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当处于过调制模式二并且两个有效矢量的作用时间T₄＞T₅时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_4}^{\′}=T_4+(T_s-T_4)*k_2\\ {T_5}^{\′}=(T_s-T_4)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，当处于过调制模式二并且两个有效矢量的作用时间T₄≤T₅时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_5}^{\′}=T_5+(T_s-T_5)*k_2\\ {T_4}^{\′}=(T_s-T_5)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。

本发明还另外提供了一种两电平双模式空间矢量过调制系统，一种两电平双模式空间矢量过调制系统，包括：作用时间和调制比计算单元、过调制模式选择单元、基本矢量作用时间计算单元和基本矢量作用时间输出单元；作用时间和调制比计算单元的输入给定为参考矢量，按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间，并将调制比计算结果输出至过调制模式选择单元；过调制模式选择单元根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，还是过调制Ⅱ区，从而选择不同的过调制模式，过调制模式选择单元将参考矢量所处的过调制模式选择结果输出至基本矢量作用时间计算单元；基本矢量作用时间计算单元根据参考矢量所处的过调制模式计算相应过调制模式的补偿系数，从而得到经过修正的基本矢量作用时间，并将基本矢量的作用时间输出至基本矢量作用时间输出单元。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制系统技术方案的进一步改进，

过调制Ⅰ区设定为：0.907＜M≤0.952，此时参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，同时选择过调制模式一；

过调制Ⅱ区设定为：0.952＜M≤1，此时参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，同时选择过调制模式二；

M为参考矢量的调制比。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，基本矢量作用时间计算单元根据以下规则计算相应过调制模式的补偿系数：

当参考矢量处于过调制模式一时，过调制模式一的补偿系数k₁＝M×22.222-20.155；

当参考矢量处于过调制模式二时，过调制模式二的补偿系数k₂＝M×20.833-19.833；

其中，M为参考矢量的调制比。

作为本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法技术方案的进一步改进，基本矢量作用时间计算单元根据以下规则得到并输出经过修正的基本矢量作用时间：

当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间T₀＞0时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_1+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_2+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=T_0-k_1{T}_0\end{array}\right.$

当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间T₀≤0时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，k₁为过调制模式一的补偿系数，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间；

当参考矢量处于过调制模式二，且两个有效矢量的作用时间T₄＞T₅时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_4}^{\′}=T_4+(T_s-T_4)*k_2\\ {T_5}^{\′}=(T_s-T_4)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.$

当参考矢量处于过调制模式二，且两个有效矢量的作用时间T₄≤T₅时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_5}^{\′}=T_5+(T_s-T_5)*k_2\\ {T_4}^{\′}=(T_s-T_5)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。

通过实施上述本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统的技术方案，具有以下技术效果：

(1)过调制算法原理直观，易于理解；

(2)过调制算法实现步骤简单，计算量小，便于工程化应用；

(3)输出电压幅值和相位误差小，谐波含量低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是两电平SVPWM的基本矢量分布图；

图2是参考矢量位于空间矢量六边形的内切圆内时的示意图；

图3是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中过调制Ⅰ区中参考矢量的轨迹示意图；

图4是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中过调制Ⅱ区中参考矢量的轨迹示意图；

图5是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中过调制模式一的输出电压矢量和参考矢量示意图；

图6(a)是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中过调制模式一当M＝0.907时的输出电压矢量轨迹示意图；

图6(b)是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中过调制模式一当0.907＜M＜0.952时的输出电压矢量轨迹示意图，

图6(c)是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中当M＝0.952时处于过调制Ⅰ区和过调制II区临界状态的输出电压矢量轨迹示意图；

图7(a)是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中当M＝0.952时处于过调制Ⅰ区和过调制II区临界状态的输出电压矢量轨迹示意图；

图7(b)是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中过调制模式二当0.952＜M＜1时的输出电压矢量轨迹示意图；

图7(c)是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法中当M＝1时处于过调制II区的极限状态的输出电压矢量轨迹示意图；

图8是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法一种具体实施方式的程序流程图；

图9是基于本发明两电平双模式空间矢量过调制方法的过调制系统一种具体实施方式的结构框图；

图10是利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝0.8901时的输出线电压波形图；

图11是利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝0.8901时的输出线电流波形图；

图12利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝0.9320时的输出线电压波形图；

图13利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝0.9320时的输出线电流波形图；

图14利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝0.9687时的输出线电压波形图；

图15利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝0.9687时的输出线电流波形图；

图16利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝1时的输出线电压波形图；

图17利用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法M＝1时的输出线电流波形图；

图中：101-作用时间和调制比计算单元，102-过调制模式选择单元，103-基本矢量作用时间计算单元，104-基本矢量作用时间输出单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图2至附图17中所示，给出了本发明一种两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

为了叙述准确，先定义SVPWM参考矢量的调制比M：

$M=\frac{\left|U_{\mathrm{ref}}\right|}{\frac{2}{\mathrm{\π}}*U_{\mathrm{dc}}}---\left(3\right)$

其中，|U_ref|为参考矢量的幅值，U_dc为直流侧电压。

当调制比M小于0.907时，也就是参考矢量位于空间矢量六边形的内切圆内时，如附图2的阴影部分所示，图2中区域S1为过调制区，区域S2为线性调制区。通过SVPWM调制，两电平双模式空间矢量过调制方法所应用的逆变器输出电压与参考电压等效，输出电压随着调制比的增加而线性增加，因此把这个区域称作线性调制区。在线性调制区，输出电压的轨迹为圆形。而当调制比M大于0.907时，参考电压的轨迹将不会完全在空间矢量六边形内，将会有一部分超出空间矢量六边形。在空间矢量六边形里面的部分，输出电压和参考电压是等效的。但是超出空间矢量六边形的部分，输出电压便不能和参考电压等效，因此输出电压 的轨迹不再是圆形，输出电压也不会随着调制比的增加而线性增加。因此，将这个区域称作非线性调制区，也称作过调制区。当调制比M等于1时，也就是过调制区的极限，两电平双模式空间矢量过调制方法所应用的两电平变流器系统将进入6阶梯波运行模式，即方波运行模式。

在过调制区，如果依然按照线性调制区的方法进行调制，那么输出电压将不能随着调制比的增加而线性增加，甚至不能保证输出电压和调制比是单调增加的关系，从而出现输出电压的突变，导致控制的紊乱。因此需要在过调制区采用新的过调制控制策略，从而保证输出电压的准确性。

本发明具体实施方式中描述的两电平双模式空间矢量调制方法将过调制区分为过调制Ⅰ区和过调制Ⅱ区。在过调制Ⅰ区采用过调制模式一，在过调制Ⅱ区采用过调制模式二。当调制比M大于0.907时，参考电压的轨迹如附图3所示。图3中，参考电压一部分在空间矢量六边形外，即附图3中所示的M区域；另一部分在空间矢量六边形内，即附图3中所示的N区域。在N区域中，输出电压的轨迹为弧线，输出电压能跟随参考电压；而在M区域中，输出电压的轨迹为弦，输出电压小于参考电压。

由于在M区域内，输出电压小于参考电压，因此在一个基波周期内，输出电压和参考电压不满足伏秒平衡，则输出电压的基波成分将和参考电压有偏差。为了使得输出电压和参考电压满足伏秒平衡，利用N区域中输出电压幅值的裕量来补偿M区域中幅值的损失，即将附图3中N区域的阴影部分来补偿M区域的阴影部分，从而使得输出电压和参考电压在六分之一个基波周期内满足伏秒平衡。

这样的补偿通常是有限度的，极限情况就是N区域中的全部裕量刚好补偿M区域中的幅值损失，即N区域中参考电压轨迹和空间矢量六边形包围的面积等于M区域中阴影部分的面积。此时对应于附图3中三角形的面积等于参考电压轨迹形成的六分之一扇形的面积。假设参考电压为|U_ref|，直流侧电压为U_dc，调制比为M，则：

$\frac{1}{2}*\frac{2}{3}*U_{\mathrm{dc}}*\frac{2}{3}*U_{\mathrm{dc}}*\sin \frac{\mathrm{\π}}{3}=\frac{1}{6}*\mathrm{\π}*{\left|U_{\mathrm{ref}}\right|}^2---\left(4\right)$

$M=\frac{\left|U_{\mathrm{ref}}\right|}{\frac{2}{\mathrm{\π}}*U_{\mathrm{dc}}}---\left(5\right)$

由公式(4)和(5)可求得此时调制比M＝0.952。

也就是说调制比在0.907～0.952之间，可以通过上述的补偿策略来实现输出电压和参考电压的等效，这个区域被称为过调制Ⅰ区，在这个区域采用过调制模式一。当调制比为0.952时，也就是在过调制模式一的极限时，此时输出电压的轨迹将为空间矢量六边形的六条边。

在过调制模式一的补偿策略的具体实施方式是利用附图5中N区域的幅值裕量来弥补M区域的幅值损失。具体来说就是：在M区域内输出电压保持在空间矢量六边形的边上，所以输出电压的幅值小于参考电压；在N区域，增大输出电压的幅值，使得输出电压大于参考电压。

如附图5所示，参考矢量U_ref由有效矢量U₁、U₂和零矢量U₀来合成，假设基本矢量U₀、U₁、U₂的通过线性调制区的方法计算的作用时间分别T₀、T₁、T₂。参考矢量为U_ref，作用的总时间为T_s。如果参考电压处于附图3中的M区域，则T₀＜0，需将输出电压保持在空间矢量六边形的边上；如果参考电压处于附图3中的N区域，则T₀＞0，可以通过减少零矢量的作用时间，增加有效矢量U₁、U₂的作用时间，而总的作用时间保持不变，这样就可以增大输出电压的幅值，从而保持输出电压和参考电压的伏秒平衡。假设调整后合成输出电压矢量的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间分别为T₀′T₁′T₂′。

在过调制模式一中需要保持输出电压的相位和参考电压的相位一致，即无论是在附图3中的M区域中，还是N区域都需要保持输出电压矢量的相位和参考电压一致。如附图5所示，在M区域，参考电压为则输出电压矢量应为在N区域，参考矢量为则输出电压矢量应为如附图5所示，从A点引出一条平行于基本矢量U₁的直线交基本矢量U₂于C点，从B点引出一条平行于基本矢量U₁的直线交基本矢量U₂于D点。由三角形OBD与三角形OAC相似可得：

$\frac{\left|\mathrm{AC}\right|}{\left|\mathrm{BD}\right|}=\frac{\left|\mathrm{OC}\right|}{\left|\mathrm{OD}\right|}---\left(6\right)$

在公式(6)的基础上由平行四边形矢量合成原则可得：

$\frac{\left|U_1\right|*\frac{T_1}{T_s}}{\left|U_1\right|*\frac{{T_1}^{\′}}{T_s}}=\frac{\left|U_2\right|*\frac{T_2}{T_s}}{\left|U_2\right|*\frac{{T_2}^{\′}}{T_s}}---\left(7\right)$

由公式(7)可得：

$\frac{{T_1}^{\′}}{{T_2}^{\′}}=\frac{T_1}{T_2}---\left(8\right)$

T₀′+T₁′+T₂′＝T_s (9)

如果参考电压在M区域内，则T₀′＝0，代入公式(8)和(9)可得：

$\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_1}\end{array}---\left(10\right)$

如果参考电压在N区域内，则：

T₀′＝T₀-k₁*T₀ (11)

其中k₁为过调制Ⅰ区的补偿系数，由调制比M决定。

联合公式(8)、(9)、(11)可得：

$\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_1\frac{k_1{T_{0}T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_2\frac{{k_1{T}_{0}T}_1}{T_1+T_2}\end{array}---\left(12\right)$

综上所述，过调制模式一控制策略的具体实现方法如下：

当T₀≤0时，修改各个基本矢量的作用时间如式(13)：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_2}\\ T_0=0\end{array}\right.---\left(13\right)$

当T₀＞0时，修改各个基本矢量的作用时间如式(14)：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_1+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_2+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=T_0-k_1{T}_0\end{array}\right.---\left(14\right)$

其中k₁为过调制模式一的补偿系数，由调制比M决定。

因为补偿系数k₁和调制比M是一种非线性关系，为了实现简单，将其线性化，即：

k₁＝M×A-B (15)

同时当M＝0.907时，参考电压的轨迹为空间矢量六边形的内切圆，是线性调制区和过调制模式一的临界点，此时不需要补偿，因此k₁＝0；当M＝0.952时，输出电压的轨迹为空间矢量六边形的边，是过调制模式一和过调制模式二的临界点，此时短矢量在整个区域内的作用 时间都为零，因此k₁＝1。将这两个条件代入公式(15)中可得方程组(16)：

$\left\{\begin{array}{c}0=0.907\×A-B\\ 1=0.952\×A-B\end{array}\right.---\left(16\right)$

解方程组(16)可得A＝22.222，B＝20.155；代入式(15)可得补偿系数k₁和调制比M线性化的关系式为：

k₁＝M×22.222-20.155 (17)

图6为采用上述方法后输出电压矢量的轨迹图。当M＝0.907时，处于线性调制区和过调制模式一的临界状态，输出电压矢量的轨迹如图6(a)所示，为空间矢量六边形的内切圆，此时补偿系数k₁＝0；当0.907＜M＜0.952时，处于过调制模式一，输出电压矢量的轨迹如图6(b)所示，输出电压矢量的轨迹一部分在空间矢量六边形的边上一部分处于空间矢量六边形内，并且随着调制比的增加，处于空间矢量六边形内的部分逐渐减少，这个阶段补偿系数0＜k₁＜1；当M＝0.952时，处于过调制模式一和过调制模式二的临界状态，输出电压矢量的轨迹如图6(c)所示，为空间矢量六边形的六条边，此时补偿系数k₁＝1。

通过上述方法，就可以实现过调制模式一的调制策略，从而实现输出电压和参考电压的伏秒平衡，同时保证输出电压的相位和参考电压一致。

而当系统的最大输出为方波输出时，此时调制比M为1。将调制比从0.952～1的这个区域称作过调制Ⅱ区，在这个区域采用过调制模式二。当调制比M大于0.952时，采用过调制模式一的补偿策略已经不能满足要求，输出电压和参考电压不能满足伏秒平衡，因此必须采用其他的补偿策略。

附图4为过调制Ⅱ区的参考矢量的轨迹图，假设U₁、U₂为两个输出电压矢量，U₁和U₂对应的作用时间分别为：t₁、t₂，对应的参考矢量为：U_ref1、U_ref2，按照过调制模式一的策略，则输出电压的伏秒乘积的和将小于参考电压伏秒乘积的和，即：

U₁*t₁+U₂*t₂＜U_ref1*t₁+U_ref2*t₂ (18)

因为输出电压只能在空间矢量六边形内，而此时的输出电压矢量在空间矢量六边形的边上，输出电压的幅值已经达到极限，不可能再增加。为了满足输出电压和参考电压的伏秒平衡，可以调整输出电压矢量的作用时间。在前述的实施例中，因为U₁＞U₂，可以增加U₁的作用时间，延长至t₁′同时减少U₂的作用时间，缩短至t₂′，总的时间不变，即满足公式(19)：

t₁′+t₂′＝t₁+t₂ (19)

与此同时，使t₁′、t₂′满足公式(20)：

U₁*t₁′+U₂*t₂′＝U_ref1*t₁+U_ref2*t₂ (20)

这样输出电压和参考电压将在这个时间段内将满足伏秒平衡。如果将其规律拓展至附图4中的整个三角形，就可以实现输出电压和参考电压在六分之一个基波周期内满足伏秒平衡，同样输出电压和参考电压在基波周期内也满足伏秒平衡。

过调制模式二的基本原理是增长靠近有效矢量的输出矢量的作用时间，减少远离有效矢量的输出矢量的作用时间。假设T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区采用线性调制区的方法根据参考矢量计算获得的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间；参考矢量为U_ref，作用的总时间为T_s。

当T₄＞T₅时，修改各个基本矢量的时间如公式(21)：

$\left\{\begin{array}{c}{T_4}^{\′}=T_4+(T_s-T_4)*k_2\\ {T_5}^{\′}=(T_s-T_4)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.---\left(21\right)$

当T₄≤T₅时，修改各个基本矢量的时间如公式(22)：

$\left\{\begin{array}{c}{T_5}^{\′}=T_5+(T_s-T_5)*k_2\\ {T_4}^{\′}=(T_s-T_5)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.---\left(22\right)$

其中k₂为过调制模式二的补偿系数，由调制比M决定。

因为补偿系数k₂和调制比M也是一种非线性关系，为了实现简单，同样将其线性化，即：

k₂＝M×C-D (23)

同时当M＝0.952时，输出电压的轨迹为空间矢量六边形的六条边，是过调制模式一和过调制模式二的临界点，此时不需要采用过调制模式二的补偿，因此k₂＝0；当M＝1时，系统进入方波运行状态，输出电压矢量的轨迹只在空间矢量六边形的六个顶点，此时在整个周期内只有六个长矢量作用，中矢量的作用时间也为零，因此k₂＝1。将这两个条件代入公式(23)中可得方程组(24)：

$\left\{\begin{array}{c}0=0.952\×C-D\\ 1=1\×C-D\end{array}\right.---\left(24\right)$

解方程组(24)可得C＝20.833，D＝19.833；代入式(23)可得补偿系数k₂和调制比M线性化的关系式为：

k₂＝M×20.833-19.833 (25)

附图7为采用上述方法后过调制模式二的输出电压矢量的轨迹图。当M＝0.952时，为过调制模式一和过调制模式二的临界状态，输出电压矢量的轨迹如图7(a)所示，为空间矢量 六边形的六条边，此时补偿系数k₂＝0；当0.952＜M＜1时，处于过调制模式二，输出电压矢量的轨迹如图7(b)所示，输出电压矢量的轨迹也在空间矢量六边形的边上，但是不是完整的六条边，并且输出电压矢量的轨迹的长度也随着调制比的增加而越来越短，这个阶段补偿系数0＜k₂＜1；当M＝1时，处于过调制模式二的极限状态，输出电压矢量的轨迹如图7(c)所示，为空间矢量六边形的六个顶点，此时补偿系数k₂＝1。

如附图8所示是本发明两电平双模式空间矢量过调制方法一种具体实施方式的程序流程图，具体包括以下步骤：

S101：按照线性调制区的方法计算基本矢量的作用时间以及调制比M；

S102：根据调制比M选择不同的过调制算法：

S103：当0.907＜M≤0.952时，参考矢量处于过调制模式一，采用公式(17)计算过调制模式一的补偿系数k₁；

S104：当0.952＜M≤1时，参考矢量处于过调制模式二，采用公式(25)计算过调制模式二的补偿系数k₂；

S105：判断零矢量的计算作用时间是否大于零；t

S107：当零矢量的作用时间大于零时，采用公式(14)计算和调整基本矢量的作用时间；

S108：当零矢量的计算作用时间小于等于零时，则采用公式(13)计算和调整基本矢量的作用时间；

S106：判断两个有效矢量作用时间的大小；

S109：当T₄＞T₅时，采用公式(21)计算和调整基本矢量的作用时间；

S110：当T₄≤T₅时，采用公式(22)计算和调整基本矢量的作用时间。

在上述过程中，当参考矢量处于过调制模式一，并且零矢量的作用时间大于零时，将零矢量的作用时间按照一定的比例和一定的分配规则分别补偿给基本矢量中的两个有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。

在上述过程中，当参考矢量处在过调制模式二时，将作用时间短的有效矢量的作用时间按照一定比例补偿给作用时间长的有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。

如附图9所示是基于本发明两电平双模式空间矢量过调制方法的过调制系统一种具体实施方式的结构框图。两电平双模式空间矢量过调制系统包括：作用时间和调制比计算单元101、过调制模式选择单元102、基本矢量作用时间计算单元103和基本矢量作用时间输出单元104。作用时间和调制比计算单元101的输入给定为参考矢量，按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间，并将调制比计算结果输出至过调制模式选择单 元102；过调制模式选择单元102根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，还是过调制Ⅱ区，从而选择不同的过调制模式，过调制模式选择单元102将参考矢量所处的过调制模式选择结果输出至基本矢量作用时间计算单元103；基本矢量作用时间计算单元103根据参考矢量所处的过调制模式计算相应过调制模式的补偿系数，从而得到经过修正的基本矢量作用时间，并将基本矢量的作用时间输出至基本矢量作用时间输出单元104。

过调制Ⅰ区进一步设定为：0.907＜M≤0.952，此时参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，同时选择过调制模式一；过调制Ⅱ区进一步设定为：0.952＜M≤1，此时参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，同时选择过调制模式二；其中，M为参考矢量的调制比。

基本矢量作用时间计算单元103进一步根据以下规则计算相应过调制模式的补偿系数：

当参考矢量处于过调制模式一时，过调制模式一的补偿系数k₁＝M×22.222-20.155；

当参考矢量处于过调制模式二时，过调制模式二的补偿系数k₂＝M×20.833-19.833；

其中，M为参考矢量的调制比。

基本矢量作用时间计算单元103进一步根据以下规则得到并输出经过修正的基本矢量作用时间：

当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间T₀＞0时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_1+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_2+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=T_0-k_1{T}_0\end{array}\right.$

当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间T₀≤0时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\′}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\′}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\′}=0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，k₁为过调制模式一的补偿系数，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间；

当参考矢量处于过调制模式二，且两个有效矢量的作用时间T₄＞T₅时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_4}^{\′}=T_4+(T_s-T_4)*k_2\\ {T_5}^{\′}=(T_s-T_4)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.$

当参考矢量处于过调制模式二，且两个有效矢量的作用时间T₄≤T₅时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_5}^{\′}=T_5+(T_s-T_5)*k_2\\ {T_4}^{\′}=(T_s-T_5)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\″}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′_、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。

传统的过调制方法在过调制Ⅱ区，一般都采用将有效矢量先保持一段时间的方法来实现，与过调制Ⅰ区的实现方法截然不同，整体实现起来比较复杂。从上面实现方法的分析可以看出，本发明具体实施方式描述的过调制方法在过调制Ⅰ区的实现是调整有效矢量和零矢量的作用时间，在过调制Ⅱ区的实现方法e是调整有效矢量的作用时间，这两个区域内的实现方法其实是一致，因此整体实现较为R简单。

附图10至附图17是利n用本发明两电平双模式空间矢量过调制方法及其系统后在MATLAB仿真平台上的仿真验U证波形图。在MATLAB仿真平台上，搭建了二电平逆变器的SVPWM仿真模型，模型的直流侧电压为1000V，输出频率为50Hz，负载为三相阻感负载，电阻为2.2Ω，电感为1mH。

附图10和附图11为M＝0.8901时输出线电压和线电流波形图。其中，线电压的基波有效值为692.1V，线电流基波有效值为179.2A。

附图12和附图13为M＝0.932时输出线电压和线电流波形图。其中，线电压的基波有效值为726.6V，线电流基波有效值为189.1A。

附图14和附图15为M＝0.9687时输出线电压和线电流波形图。其中，线电压的基波有效值为751.3V，线电流基波有效值为196.3A。

附图16和附图17为M＝1时输出线电压和线电流波形图。其中，线电压的基波有效值为773.8V，线电流基波有效值为202.7A。

本发明对过调制模式一引入补偿系数k₁，通过将零矢量的一部分作用时间(k₁倍零矢量时间)按照一定规则分别补偿给两个有效矢量的方法，不仅实现输出电压与参考电压之间的伏秒平衡，同时保持输出电压和参考电压的相位一致，并对补偿系数k₁和调制比M进行了线性化处理。同时对过调制模式二中放弃了传统的保持角的方法，引入补偿系数k₂，通过将两个有效矢量中作用时间短的有效矢量的一部分作用时间(k₂倍有效矢量的作用时间)补偿给作用时间长的有效矢量的方法，不仅实现输出电压与参考电压之间的伏秒平衡，同时对补偿系数和调制比进行了线性化处理。本发明所描述的空间矢量过调制方法原理直观，易于理解；实现步骤简单，计算量小，便于工程化应用；同时输出电压幅值和相位误差小，谐波含量低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (16)

1.一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)：按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间；

(B)：根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，或是过调制Ⅱ区，从而选择不同的过调制模式；

(C)：若参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，则选择过调制模式一，并计算过调制模式一的补偿系数，同时根据零矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间；

(D)：若参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，则选择过调制模式二，并计算过调制模式二的补偿系数，同时根据两个有效矢量的作用时间和所述过调制模式二的补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间。

2.根据权利要求1所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，所述步骤C中根据零矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间的过程包括：当所述的零矢量的作用时间大于零时，将零矢量的作用时间按照设定的比例和分配规则分别补偿给基本矢量中的两个有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。

3.根据权利要求2所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，所述步骤D中根据两个有效矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间的过程包括：将作用时间短的有效矢量的作用时间按照设定比例补偿给作用时间长的有效矢量，并将补偿系数与调制比进行线性化处理，从而得到调整后的基本矢量的作用时间。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，所述线性调制区的方法根据以下公式计算参考矢量的调制比：

$M=\frac{\left|U_{\mathrm{ref}}\right|}{\frac{2}{\mathrm{\π}}*U_{\mathrm{dc}}}$

其中，|U_ref|为参考矢量的幅值，U_dc为直流侧电压。

5.根据权利要求4所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当所述参考矢量的调制比M为：0.907<M≤0.952时，参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，同时选择过调制模式一。

6.根据权利要求4所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当所述参考矢量的调制比M为：0.952<M≤1时，参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，同时选择过调制模式二。

7.根据权利要求5所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当参考矢量处于过调制模式一时，按照以下公式计算过调制模式一的补偿系数k₁：

k₁＝M×22.222-20.155

其中，M为参考矢量的调制比。

8.根据权利要求6所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当参考矢量处于过调制模式二时，按照以下公式计算过调制模式二的补偿系数k₂：

k₂＝M×20.833-19.833

其中，M为参考矢量的调制比。

9.根据权利要求7所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当零矢量的作用时间T₀>0时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\&prime;}=T_1+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\&prime;}=T_2+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\&prime;}=T_0-k_1{T}_0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，k₁为过调制模式一的补偿系数。

10.根据权利要求7所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当零矢量的作用时间T₀≤0时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\&prime;}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\&prime;}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\&prime;}=0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间。

11.根据权利要求8所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当两个有效矢量的作用时间T₄>T₅时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_4}^{\&prime;}=T_4+(T_s-T_4)*k_2\\ {T_5}^{\&prime;}=(T_s-T_4)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\&Prime;}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。

12.根据权利要求8所述的一种两电平双模式空间矢量过调制方法，其特征在于，当两个有效矢量的作用时间T₄≤T₅时，根据以下公式计算基本矢量的作用时间：

$\left\{\begin{array}{c}{T_5}^{\&prime;}=T_5+(T_s-T_5)*k_2\\ {T_4}^{\&prime;}=(T_s-T_5)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\&Prime;}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。

13.一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于，包括：作用时间和调制比计算单元(101)、过调制模式选择单元(102)、基本矢量作用时间计算单元(103)和基本矢量作用时间输出单元(104)；所述作用时间和调制比计算单元(101)的输入给定为参考矢量，按照线性调制区的方法计算参考矢量的调制比和基本矢量的作用时间，并将调制比计算结果输出至过调制模式选择单元(102)；所述过调制模式选择单元(102)根据调制比确定参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，还是过调制Ⅱ区，从而选择不同的过调制模式，过调制模式选择单元(102)将参考矢量所处的过调制模式选择结果输出至基本矢量作用时间计算单元(103)；所述基本矢量作用时间计算单元(103)根据参考矢量所处的过调制模式计算相应过调制模式的补偿系数，从而得到经过修正的基本矢量作用时间，并将基本矢量的作用时间输出至基本矢量作用时间输出单元(104)；若参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，则选择过调制模式一，并计算过调制模式一的补偿系数，同时根据零矢量的作用时间和补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间；若参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，则选择过调制模式二，并计算过调制模式二的补偿系数，同时根据两个有效矢量的作用时间和所述过调制模式二的补偿系数计算和调整基本矢量的作用时间。

14.根据权利要求13所述的一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于：

所述的过调制Ⅰ区设定为：0.907<M≤0.952，此时参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅰ区，同时选择过调制模式一；

所述的过调制Ⅱ区设定为：0.952<M≤1，此时参考矢量所处的过调制区为过调制Ⅱ区，同时选择过调制模式二；

其中，M为参考矢量的调制比。

15.根据权利要求14所述的一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于，所述基本矢量作用时间计算单元(103)根据以下规则计算相应过调制模式的补偿系数：

当参考矢量处于过调制模式一时，过调制模式一的补偿系数k₁＝M×22.222-20.155；

当参考矢量处于过调制模式二时，过调制模式二的补偿系数k₂＝M×20.833-19.833；

其中，M为参考矢量的调制比。

16.根据权利要求15所述的一种两电平双模式空间矢量过调制系统，其特征在于，所述基本矢量作用时间计算单元(103)根据以下规则得到并输出经过修正的基本矢量作用时间：

当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间T₀>0时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\&prime;}=T_1+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\&prime;}=T_2+\frac{k_1{T}_0{T}_1}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\&prime;}=T_0-k_1{T}_0\end{array}\right.$

当参考矢量处于过调制模式一，且零矢量的作用时间T₀≤0时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_1}^{\&prime;}=T_s\frac{T_1}{T_1+T_2}\\ {T_2}^{\&prime;}=T_s\frac{T_2}{T_1+T_2}\\ {T_0}^{\&prime;}=0\end{array}\right.$

其中，T₀′、T₁′、T₂′分别为过调制模式一经过修正的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₀、T₁、T₂分别为过调制Ⅰ区通过线性调制区的方法计算的基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，k₁为过调制模式一的补偿系数，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间；

当参考矢量处于过调制模式二，且两个有效矢量的作用时间T₄>T₅时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_4}^{\&prime;}=T_4+(T_s-T_4)*k_2\\ {T_5}^{\&prime;}=(T_s-T_4)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\&Prime;}=0\end{array}\right.$

当参考矢量处于过调制模式二，且两个有效矢量的作用时间T₄≤T₅时，修正基本矢量的作用时间为：

$\left\{\begin{array}{c}{T_5}^{\&prime;}=T_5+(T_s-T_5)*k_2\\ {T_4}^{\&prime;}=(T_s-T_5)*(1-k_2)\\ {T_0}^{\&Prime;}=0\end{array}\right.$

其中，T₀″、T₄′、T₅′分别为过调制模式二经过修正的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T₃、T₄、T₅分别为过调制Ⅱ区通过线性调制区的方法计算的各个基本矢量U₀、U₁、U₂的作用时间，T_s为参考矢量U_ref的总作用时间，k₂为过调制模式二的补偿系数。