CN105375745B

CN105375745B - 空间矢量脉冲宽度调制的方法及系统

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Publication number: CN105375745B
Application number: CN201510883528.2A
Authority: CN
Inventors: 刘代兵
Original assignee: Beijing Dinghan Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Dinghan Rail Transit Equipment Co ltd
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-12-12
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: CN105375745A

Abstract

本发明实施例公开了优化空间矢量脉冲宽度调制的方法及系统。该方法包括：根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；根据所述第二调制波，生成新调制波。本发明的技术方案解决了新调制波不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰位置的相位关系固定，不能随负载特性变化而实时调整的问题；以保证新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合。

Description

空间矢量脉冲宽度调制的方法及系统

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及优化空间矢量脉冲宽度调制的方法及系统。

背景技术

空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM) 方法广泛地应用于不间断电源、变频器、光伏、风电等产品领域的三相整流器和三相逆变器上。从本质上说，不同的SVPWM方法之间的差异在于零矢量V₀和零矢量V₇在调制过程中的使用不同。普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥，这六个开关器件组合起来，同一个桥臂的上下半桥的信号相反，共有8种安全的开关状态。其中，000、111分别表示三个上桥臂的开关状态，这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效的电流，因此称其为零矢量。000 和111两种开关状态分别对应零矢量V₀和零矢量V₇，如果定义系数k为零矢量 V₀的作用比例，k∈[0，1]，则零矢量V₇的作用比例为1－k。不同的SVPWM方法，对产品中功率器件的损耗有很大影响。

常规的SVPWM方法分为连续调制法和不连续调制法。其中，连续调制法在一个开关周期内，同时使用了V₀和V₇两个零矢量；如图1a所示，当系数k ＝0.5时，即V₀和V₇两个零矢量均参与调制，且作用比例均为0.5，与调制波当前所在扇区无关。这种调制方法是常规的SVPWM方法的连续调制法，俗称七段法。其特点是调制方法简单，没有不连续调制区，原始调制波和新调制波如图1b所示。其缺点是在一个调制波周期内，功率管连续开通或者关断，开关损耗大。而不连续调制法在一个开关周期内，仅使用了V₀或者V₇一个零矢量；在一个调制波周期内，功率管有三分之一的时间处于持续开通或者持续关断状态，这段区域称为不连续调制区，在一个调制波周期内的开关损耗仅为连续调制法的三分之二。如图1a所示，当系数k＝1时，即仅有V₀一个零矢量参与调制，与调制波当前所在扇区无关。这种调制方法是常规的SVPWM方法的不连续调制法的一种，俗称五段法。其特点是调制方法简单，在一个调制波周期中有三分之一时间的不连续调制区，功率管处于持续开通或者持续关断状态，开关损耗较上述连续调制法明显减少，原始调制波和新调制波如图1c所示。其缺点是同一桥臂上、下功率管的开关损耗不一致，上功率管损耗大，导致同一桥臂上下功率管的发热不均匀。如图1a所示，当系数k＝0时，即仅有V₇一个零矢量参与调制的不连续调制方法，原始调制波和新调制波如图1d所示。其同一桥臂上、下功率管中，下功率管损耗大，也会导致同一桥臂上下功率管的发热不均匀。上述常规的不连续调制法在不连续调制区内，同一桥臂的两个功率管分别处于持续开通和持续关断状态，导致该两个功率管在一个调制波周期内的损耗不相等。

现有技术中，改进的不连续调制法在一个调制波周期内，按照不同的扇区交替使用V₀和V₇两个零矢量，其技术方案的框图如图2a所示，系数k与调制波的当前所在扇区有关。不同扇区内交替使用V₀或者V₇一个零矢量参与调制的方法不同，所得到的新调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰的相位关系也不同。图2b示出了新调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰的相位超前30°的波形图；图2c示出了新调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰的相位重合的波形图；图2d示出了新调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰的相位滞后30°的波形图；2e示出了新调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰的相位分散对称的波形图。另外，图2a示出的技术方案是在图1a示出的技术方案基础上，改进的SVPWM方法的不连续调制法。其本质是在一个调制波周期的不同扇区内交替使用了图1a中系数k＝0 和系数k＝1的技术方案。其特点是在一个调制波周期内，功率管仍然有三分之一的时间为不连续调制区，同一桥臂上、下功率管均交替处于持续开通和持续关断状态，两种状态所占的时间相等，使得这两个功率管在一个调制波周期内的损耗相等。然而，上述改进的不连续调制法，一旦交替使用V₀和V₇两个零矢量的方法一旦确定，所生成的新调制波的不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰的位置就固定了，而输出电流波峰位置与原始调制波波峰位置之间的相位关系，会随负载特性的变化而变化，导致所生成的新调制波无法随着负载特性的变化，时刻保证新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合，从而使得在一个调制波周期内的总损耗不能达到最小。即使根据负载特性在不同的方法之间切换，也只能保证在几个特定的负载特性下达到损耗最小，即只能有限地改善损耗情况。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供优化空间矢量脉冲宽度调制的方法及系统，以解决新调制波不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰位置的相位关系固定，不能随负载特性变化而实时调整的问题，以保证新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合。

本发明实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供优化空间矢量脉冲宽度调制的方法，包括：根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将所述原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；根据所述第二调制波，生成新调制波。

第二方面，提供优化空间矢量脉冲宽度调制的系统，包括：第一调制波产生单元，用于根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；调制相位差Δψ计算单元，用于确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；第二调制波产生单元，用于将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；新调制波生成单元，用于根据所述第二调制波，生成新调制波。

综上所述，本发明技术方案根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；根据所述第二调制波，生成新调制波。与现有的和改进的不连续调制法的技术方案相比，本技术方案根据实时相位差Δθ，实时调整第一调制波相对于原始调制波的相位；再通过调制相位差Δψ，形成第二调制波，实现了不同调制参数之间的切换；使最终生成的新调制波不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰位置的相位关系可实时调整，从而保证了新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合；在实际工程应用中，采用本技术方案，能够实现降低功率管的开关损耗，使同一桥臂的上、下功率管发热均匀，从而提高了整机，例如变频器的工作效率和稳定性的技术效果。

附图说明

图1a是现有技术中常规SVPWM方法对应的原理框图。

图1b是图1a中系数k＝0.5对应的波形图。

图1c是图1a中系数k＝1对应的波形图。

图1d是图1a中系数k＝0对应的波形图。

图2a是现有技术中改进的SVPWM不连续调制法对应的原理框图。

图2b是图2a改进的SVPWM不连续调制法对应的第一种波形图。

图2c是图2a改进的SVPWM不连续调制法对应的第二种波形图。

图2d是图2a改进的SVPWM不连续调制法对应的第三种波形图。

图2e是图2a改进的SVPWM不连续调制法对应的第四种波形图。

图3a是本发明实施例提供的优化空间矢量脉冲宽度调制的方法流程图。

图3b是本发明实施例提供的优化空间矢量脉冲宽度调制方法的原理框图。

图3c是本发明实施例提供的调制波根据实时相位差Δθ进行相位调整的波形图。

图3d是本发明实施例提供的调制波根据调制相位差Δψ进行调制参数切换的波形图。

图4a是本发明实施例提供的根据第二调制波生成新调制波的方法流程图。

图4b是本发明实施例提供的根据第二调制波计算得到6个扇区号的波形图。

图4c是本发明实施例提供的根据第二调制波计算得到12个扇区号的波形图。

图4d是本发明实施例提供的新调制波对应原始调制波的波形图。

图5是本发明实施例提供的优化空间矢量脉冲宽度调制的系统结构图。

图6是本发明实施例提供的新调制波生成单元的结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施例作详细的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

如图3a所示，本发明实施例提供优化空间矢量脉冲宽度调制的方法，该方法可根据图3b所示的原理框图实现，该方法具体可包括以下步骤：

S110、根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将所述原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波。

计算输出电流I_0a,0b,0c相对于原始调制波U_0a,0b,0c的实时相位差Δθ，实时相位差Δθ实际上是矢量I₀相对于矢量U₀的角度。当输出电流I_0a,0b,0c相位滞后于原始调制波U_0a,0b,0c时，Δθ为正；当输出电流I_0a,0b,0c相位超前于原始调制波U_0a,0b,0c时，Δθ为负。实时相位差Δθ可用其正弦值sin(Δθ)和余弦值cos(Δθ)的方式表示，Δθ的取值范围优选为(-π/2，π/2)，正弦值sin(Δθ)的正负反映了矢量I₀相对于矢量U₀的滞后或者超前情况；Δθ的计算可由图3b中示出的实时相位差Δθ计算(Theta Calculation)模块完成，计算过程可以是：

首先，将原始调制波U_0a,0b,0c的三相电压值通过矢量变换，转换成二相电压值，示例性的，可采用下式(1)的矩阵转换方法来进行。

式(1)

式(1)中，U_0i表示原始调制波U_0a,0b,0c转换得到的二相电压值，i＝α，β； U_0j表示原始调制波U_0a,0b,0c的三相电压值，j＝a，b，c。

然后，示例性的，可采用下式(2)计算输出电流I_0a,0b,0c的电流矢量 [I_0α I_0β]^T，

式(2)

最后，示例性的，可根据式(3)～式(5)计算对应实时相位差Δθ的相移矢量[cos(Δθ) sin(Δθ)]^T，

式(3)

式(4)

式(5)

将原始调制波U_0a,0b,0c的相位向后移动Δθ，产生第一调制波U_1a,1b,1c，使第一调制波U_1a,1b,1c的相位与输出电流I_0a,0b,0c的相位重合，可由图3b中的相移 (Phase Shift)模块完成，计算过程可以是：

式(6)

式(7)

式(6)～式(7)中，U_1α、U_1β表示第一调制波U_1a,1b,1c的二相电压值，U_1a、 U_1b、U_1c表示第一调制波U_1a,1b,1c的三相电压值；按式(6)～式(7)的计算方法，产生的第一调制波U_1a,1b,1c，如图3c波形图中的虚线所示。其中，图3c波形图中的上方波形图实线表示原始调制波U_0a,0b,0c，图3c波形图中的下方波形图表示输出电流I_0a,0b,0c。

S120、确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ。

原始调制参数M可表示为在一个调制波周期内交替使用V₀和V₇两个零矢量中的一个参与调制，与当前调制波所在扇区相关。其中，一个调制波周期的扇区划分方法有多种，例如，将一个调制波周期的360°均分为6个60°的小扇区，进一步地将6个小扇区进行编号，如采用0～5的顺序编号，0、2、4表示偶数扇区，1、3、5表示奇数扇区；也可将一个调制波周期的360°均分为12 个30°的小扇区，可在上述6个小扇区的基础上，通过对上述的每一个小扇区均分为二从而划分为12个小扇区等。

原始调制参数M表示为在一个调制波周期内交替使用V₀和V₇两个零矢量中的一个参与调制，此时，系数k在上述不同的小扇区内的取值为0或1。具体实施过程中，可自定义原始调制参数M的取值，通过定义原始调制参数M的值来表示不同的调制规则。例如，原始调制参数M和目标调制参数Ms的取值可自定义为非负整数，目标调制参数Ms的取值可在原始调制参数M的取值选定的基础上，以取得调制波不连续调制区的位置与原始调制波波峰的位置重合的目标调制效果进行选择，目标调制参数Ms的取值集合可与原始调制参数M的取值集合相同；若原始调制参数M和目标调制参数Ms确定，则调制相位差Δψ也相应确定。例如，可由得到调制相位差Δψ。

S130、将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波。

将第一调制波U_1a,1b,1c的相位向后移动Δψ产生第二调制波U_2a,2b,2c，可由图 3a中的原始调制参数M切换(M Adjust)模块完成，计算过程可以是：

首先，可根据式(8)将第一调制波U_1a,1b,1c的三相电压值U_1a、U_1b、U_1c变换为对应的二相电压值U_1α、U_1β。

式(8)

然后可根据式(9)由第一调制波U_1a,1b,1c的二相电压值U_1α、U_1β计算得到第二调制波U_2a,2b,2c的二相电压值U_2α、U_2β。

式(9)

最后可根据式(10)将第二调制波U_2a,2b,2c的二相电压值U_2α、U_2β变换为对应的三相电压值U_3a、U_3b、U_3c从而产生第二调制波U_2a,2b,2c。

式(10)

在步骤S120中，原始调制参数M可表示为在一个调制波周期内交替使用 V₀和V₇两个零矢量中的一个参与调制；关于扇区的划分，可在一个调制波周期的360°划分为6个60°的扇区基础上进一步将扇区均分为12个30°的小扇区，小扇区编号为0到11的非负整数。此时，可定义：

原始调制参数M＝0表示在0、1、4、5、8、9小扇区内，k＝1，其它小扇区内，k＝0，对应生成的调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰位置超前。

原始调制参数M＝1表示在1、2、5、6、9、10小扇区内，k＝1，其它小扇区内，k＝0，对应生成的调制波不连续调制区的位置相对于原始调制波波峰位置重合。

当原始调制参数M的取值选定为M＝0时，可选择目标调制参数Ms＝1，然后可根据计算得到调制相位差通过将第一调制波 U_1a,1b,1c的相位向后移动产生第二调制波U_2a,2b,2c，从而实现原始调制参数M＝1的调制效果。不同原始调制参数M之间的切换相应地体现了不同调制规则之间的切换。基于上述步骤产生的第二调制波U_2a,2b,2c的波形图如图3d中的虚线所示。其中，图3d波形图中的上方波形图实线表示第一调制波U_1a,1b,1c，图 3d波形图中的下方波形图表示输出电流I_0a,0b,0c。

S140、根据所述第二调制波，生成新调制波。

本步骤的实施过程中，可首先根据第二调制波U_2a,2b,2c进行扇区划分，然后根据所选定的原始调制参数M确定不同扇区内的系数k，根据原始调制波U_0a,0b,0c计算注入零序电压U_z，最后将注入零序电压U_z叠加到原始调制波U_0a,0b,0c上，生成新调制波U_a,b,c。本实施例对根据第二调制波U_2a,2b,2c生成新调制波U_a,b,c的具体实施方式不作任何限定，但本发明实施例二提供了优选的实施方式。

由上述技术方案可知，本发明实施例的技术方案根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；根据所述第二调制波，生成新调制波。与现有的和改进的不连续调制法的技术方案相比，本技术方案根据实时相位差Δθ，实时调整第一调制波相对于原始调制波的相位；再通过调制相位差Δψ，形成第二调制波，实现了不同调制参数之间的切换；使最终生成的新调制波不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰位置的相位关系可实时调整，从而保证了新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合；在实际工程应用中，采用本技术方案，能够实现降低了功率管的开关损耗，使同一桥臂的上、下功率管发热均匀，从而提高了整机，例如变频器的工作效率和稳定性的技术效果。

实施例二

本发明实施例在实施例一的基础上，进一步提供了实施例一中步骤S140、根据所述第二调制波，生成新调制波的优选实施方式。

如图4a所示，步骤S140、根据所述第二调制波，生成新调制波具体可以包括以下步骤：

S141、根据所述第二调制波，将一个调制波周期均分为n个扇区，计算所述n个扇区的扇区号，n＝6×2^N，N为0或者1。

本发明实施例中，计算n个扇区的扇区号可由图3a中的扇区号计算(numIdentification)模块完成，具体地可根据第二调制波U_2a,2b,2c的三相电压值，按第一均分规则，将一个调制波周期均分为6个扇区，计算6个扇区各自的扇区号；或者可根据第二调制波U_2a,2b,2c的三相电压值，按第二均分规则，将一个调制波周期均分为12个扇区，计算12个扇区各自的扇区号。

其中，示例性的，第一均分规则可以采用，将一个调制波周期的360°均分为6个60°的扇区，计算6个扇区的扇区号num，num∈{0，1，2，3，4，5}：

若(U_2a＞U_2b)∩(U_2b＞U_2c)，则num＝0；

若(U_2b>U_2a)∩(U_2a＞U_2c)，则num＝1；

若(U_2b＞U_2c)∩(U_2c＞U_2a)，则num＝2；

若(U_2c＞U_2b)∩(U_2b>U_2a)，则num＝3；

若(U_2c＞U_2a)∩(U_2a＞U_2b)，则num＝4；

若(U_2a＞U_2c)∩(U_2c＞U_2b)，则num＝5；

其中，U_2i表示第二调制波U_2a,2b,2c的三相电压值，i＝a，b，c；num＝0、2、 4为偶数扇区，num＝1、3、5为奇数扇区；如图4b所示，图4b波形图中的上方波形图表示第二调制波U_2a,2b,2c，图4b波形图中的下方波形图表示扇区号num。

示例性的，第二均分规则可以采用，在第一均分规则的基础上，将每一个扇区号num进一步的均分为二，从而将一个调制波周期的360°均分为12个 30°的扇区，计算所述12个扇区的扇区号num，num∈{0，1，2，3，4，5，6， 7，8，9，10，11}：

若(U_2a＞U_2b)∩(U_2b＞U_2c)，当U_2b＜0，num＝0，当U_2b≥0，num＝1；

若(U_2b>U_2a)∩(U_2a>U_2c)，当U_2a>0，num＝2，当U_2a≤0，num＝3；

若(U_2b>U_2c)∩(U_2c>U_2a)，当U_2c<0，num＝4，当U_2c≥0，num＝5；

若(U_2c>U_2b)∩(U_2b>U_2a)，当U_2b>0，num＝6，当U_2b≤0，num＝7；

若(U_2c>U_2a)∩(U_2a>U_2b)，当U_2a<0，num＝8，当U_2a≥0，num＝9；

若(U_2a＞U_2c)∩(U_2c＞U_2b)，当U_2c＞0，num＝10，当U_2c≤0，num＝11；

其中，U_2j表示第二调制波U_2a,2b,2c的三相电压值，j＝a，b，c；num＝0、1、4、5、8、9定义为偶数扇区，num＝2、3、6、7、10、11定义为奇数扇区；如图4c所示，图4c波形图中的上方波形图表示第二调制波U_2a,2b,2c，图4c波形图中的下方波形图表示扇区号num。

S142、根据所述原始调制参数M和所述扇区号，计算各个所述扇区号对应的系数k。

本发明实施例中，可定义原始调制参数M的取值为0、1、2、3，所对应的调制规则为，在一个调制波周期的不同扇区内，交替使用零矢量V₀和零矢量V₇中的一个零矢量参与调制，示例性的，可进一步定义为，当：

M＝0表示调制波不连续调制区的位置相对于所述原始调制波波峰的位置超前；

M＝1表示调制波不连续调制区的位置相对于所述原始调制波波峰的位置重合；

M＝2表示调制波不连续调制区的位置相对于所述原始调制波波峰的位置滞后；

M＝3表示调制波不连续调制区的位置相对于所述原始调制波波峰的位置分散对称。

计算各个所述扇区号对应的系数k可由图3a中的k值计算(k Calculation) 模块来完成，具体地，可根据上述步骤S141，选定扇区号num为6个，确定：

num＝0、2、4的偶数扇区内，k＝1；

num＝1、3、5的奇数扇区内，k＝0。

或者，可根据上述步骤S141，选定扇区号num为12个，确定：

num＝0、1、4、5、8、9的偶数扇区内，k＝1；

num＝2、3、6、7、10、11的奇数扇区内，k＝0。

S143、根据所述原始调制波和所述系数k，计算注入零序电压。

本发明实施例中，计算注入零序电压U_z可由图3a中的U_z生成(U_z Generation)模块完成，具体地可根据下式(11)计算得到。

U_z＝(1-k)-(1-k)×U_max-k×U_min 式(11)

式(11)中，U_max和U_min分别为原始调制波U_0a,0b,0c三相电压值的最大值和最小值，且载波峰值为1伏特。

S144、将所述注入零序电压叠加到所述原始调制波上，形成新调制波。

将注入零序电压U_z线性叠加到原始调制波U_0a,0b,0c上，形成新调制波U_a,b,c。新调制波U_a,b,c的波形图如图4d中的虚线所示，其中，图4d波形图中的上方波形图实线表示原始调制波U_0a,0b,0c，图4d波形图中的下方波形图表示输出电流 I_0a,0b,0c。从图中可以看出，新调制波U_a,b,c的不连续调制区的位置相对于输出电流I_0a,0b,0c的波峰位置重合。

本实施例中，原始调制参数M的取值定义为0、1、2、3，所对应的调制规则定义为，在一个调制波周期的不同扇区内，交替使用零矢量V₀和零矢量V₇中的一个零矢量参与调制，使得同一桥臂的上、下功率管均交替处于持续开通和持续关断状态，两种状态所占时间相等。从而使得两个功率管在一个调制波周期内的损耗相等，同一桥臂的上、下功率管发热均匀。另一方面，与现有技术中需要根据原始调制波U_0a,0b,0c计算矢量相角的三角函数值，再通过查询反三角函数表格求出矢量相角后计算扇区的方法相比，根据第二调制波U_2a,2b,2c三相电压值计算扇区的方法更加简单和高效。

综上所述，本发明实施例的技术方案根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；根据所述第二调制波，生成新调制波。与现有的和改进的不连续调制法的技术方案相比，本技术方案根据实时相位差Δθ，实时调整第一调制波相对于原始调制波的相位；再通过调制相位差Δψ，形成第二调制波，实现了不同调制参数之间的切换；使最终生成的新调制波不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰位置的相位关系可实时调整，从而保证了新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合；在实际工程应用中，采用本技术方案，能够降低了功率管的开关损耗，使同一桥臂的上、下功率管发热均匀，从而提高了整机，例如变频器的工作效率和稳定性的技术效果。

以下内容为本发明实施例提供的优化空间矢量脉冲宽度调制的系统实施例。优化空间矢量脉冲宽度调制的系统实施例与上述优化空间矢量脉冲宽度调制的方法实施例属于同一构思，优化空间矢量脉冲宽度调制的系统实施例未详细说明的内容可参考上述优化空间矢量脉冲宽度调制的方法实施例所记载的内容。

实施例三

在本发明任意实施例技术方案的基础上，如图5所示，本发明实施例提供优化空间矢量脉冲宽度调制的系统510。系统510包括：第一调制波产生单元 511，调制相位差Δψ计算单元512，第二调制波产生单元513和新调制波生成单元514。其中，

第一调制波产生单元511，用于根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；

调制相位差Δψ计算单元512，用于确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；

第二调制波产生单元513，用于将第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；

新调制波生成单元514，用于根据第二调制波，生成新调制波。

本实施例中，根据实时相位差Δθ，实时调整第一调制波相对于原始调制波的相位；通过调制相位差Δψ，形成第二调制波，实现了不同调制参数之间的切换；使最终生成的新调制波不连续调制区的位置，相对于原始调制波波峰位置的相位关系可实时调整，从而保证了新调制波不连续调制区的位置始终与输出电流波峰位置重合。

实施例四

在本发明实施例三技术方案的基础上，如图6所示，新调制波生成单元514 包括：扇区号计算模块5141，系数k计算模块5142，注入零序电压计算模块5143 以及新调制波形成模块5144。其中，

扇区号计算模块5141，用于根据第二调制波，将一个调制波周期均分为n 个扇区，计算n个扇区的扇区号，n＝6×2^N，N为0或者1；

系数k计算模块5142，用于根据原始调制参数M和扇区号，计算各个扇区号对应的系数k；

注入零序电压计算模块5143，用于根据原始调制波和系数k，计算注入零序电压；

新调制波形成模块5144，用于将注入零序电压叠加到原始调制波上，形成新调制波。

其中，新调制波生成单元514中，原始调制参数M对应的调制规则为：在一个调制波周期的不同扇区内，交替使用零矢量V₀和V₇中的一个参与调制；调制相位差Δψ的计算式为：式中，原始调制参数M和目标调制参数Ms的取值集合相同。

本实施例中，定义原始调制参数M对应的调制规则为：在一个调制波周期的不同扇区内，交替使用零矢量V₀和V₇中的一个参与调制，使同一桥臂的上、下功率管均交替处于持续开通和持续关断状态，两种状态所占时间相等，两个功率管在一个调制波周期内的损耗相等，同一桥臂的上、下功率管发热均匀。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明在具体实施方式上可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、明显变型等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空间矢量脉冲宽度调制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将所述原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；

确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；

将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；

根据所述第二调制波，生成新调制波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原始调制参数M对应的调制规则为：在一个调制波周期的不同扇区内，交替使用零矢量V₀和V₇中的一个参与调制。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述调制相位差Δψ的计算式为：

<mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>&psi;</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>M</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&times;</mo> <mfrac> <mi>&pi;</mi> <mn>6</mn> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

式中，所述原始调制参数M和所述目标调制参数Ms的取值集合相同。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其中，根据所述第二调制波，生成新调制波，包括：

根据所述第二调制波，将一个调制波周期均分为n个扇区，计算所述n个扇区的扇区号，n＝6×2^N，N为0或者1；

根据所述原始调制参数M和所述扇区号，计算各个所述扇区号对应的系数k；

根据所述原始调制波和所述系数k，计算注入零序电压；

将所述注入零序电压叠加到所述原始调制波上，形成新调制波。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，根据所述第二调制波，将一个调制波周期均分为n个扇区，计算所述n个扇区的扇区号，n＝6×2^N，N为0或者1，具体为：

根据所述第二调制波的三相电压值，按第一均分规则，将一个调制波周期均分为6个扇区，计算所述6个扇区各自的扇区号，或

根据所述第二调制波的三相电压值，按第二均分规则，将一个调制波周期均分为12个扇区，计算所述12个扇区各自的扇区号。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据所述原始调制参数M和所述扇区号，计算各个所述扇区号对应的系数k，具体为：

偶数扇区号内，k＝1；奇数扇区号内，k＝0。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据所述原始调制波和所述系数k，计算注入零序电压，具体为：

U_z＝(1-k)-(1-k)×U_max-k×U_min；

式中，U_z为注入零序电压，U_max和U_min分别为所述原始调制波三相电压的最大值和最小值，且载波峰值为1伏特。

8.一种空间矢量脉冲宽度调制的系统，其特征在于，包括：

第一调制波产生单元，用于根据输出电流相对于原始调制波的实时相位差Δθ，将所述原始调制波的相位向后移动Δθ，产生第一调制波；

调制相位差Δψ计算单元，用于确定并根据原始调制参数M和目标调制参数Ms，计算调制相位差Δψ；

第二调制波产生单元，用于将所述第一调制波的相位向后移动Δψ，产生第二调制波；

新调制波生成单元，用于根据所述第二调制波，生成新调制波。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述调制相位差Δψ计算单元中，

所述原始调制参数M对应的调制规则为：在一个调制波周期的不同扇区内，交替使用零矢量V₀和V₇中的一个参与调制；

所述调制相位差Δψ的计算式为：式中，所述原始调制参数M和所述目标调制参数Ms的取值集合相同。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，所述新调制波生成单元，包括：

扇区号计算模块，用于根据所述第二调制波，将一个调制波周期均分为n个扇区，计算所述n个扇区的扇区号，n＝6×2^N，N为0或者1；

系数k计算模块，用于根据所述原始调制参数M和所述扇区号，计算各个所述扇区号对应的系数k；

注入零序电压计算模块，用于根据所述原始调制波和所述系数k，计算注入零序电压；以及

新调制波形成模块，用于将所述注入零序电压叠加到所述原始调制波上，形成新调制波。