CN110120754A - 一种空间矢量脉宽调制方法及装置 - Google Patents

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梅文庆
刘勇
甘韦韦
胡亮
许为
南永辉
胡仙
贾岩
吕永灿
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Abstract

本发明公开了一种空间矢量脉宽调制方法及装置，用于变流器调制，该方法包括以下步骤：判断参考电压矢量所处的扇区；判断参考电压矢量所处的三角形区域；根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为变流器三相桥臂开关器件的开关周期；根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到变流器三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。本发明能够解决现有空间矢量脉宽调制方式未充分利用三电平的冗余(电压)矢量对，谐波特性和中点电压平衡抑制效果较差的技术问题。

Description

一种空间矢量脉宽调制方法及装置
技术领域
本发明涉及变流控制技术领域，尤其是涉及一种三电平空间矢量脉宽调制方法及装置。
背景技术
在中高压变频调速、电网无功功率补偿等高压大容量电力电子变换系统中，中点钳位式(Neutral Point Clamped)三电平逆变器是目前研究和应用最成熟的多电平逆变器拓扑之一。相对于传统的两电平逆变器，三电平逆变器具有对功率器件的耐压要求低，输出电压谐波含量小的特点，因此得到了日益广泛的应用。
对于电压型逆变器而言，逆变器的输出性能主要取决于调制算法，其中，空间矢量调制技术(SVPWM，Space Vector Pulse Width Modulation)以其易于数字实现、电压利用率高等优点，得到了广泛的应用。不同于两电平逆变器的八个基本电压空间矢量，三电平逆变器的基本电压空间矢量有27个，可分类为零矢量、小矢量(内六边形的顶点)、中矢量(外六边形的中点)和大矢量(外六边形的顶点)。其中，零矢量和小矢量都存在冗余(电压)矢量对。由于三电平基本空间矢量数量较多，因而如何选择基本电压空间矢量拟合参考电压矢量、确定基本电压空间矢量作用顺序及时间分配比例等问题都成为三电平SVPWM调制技术研究的重点之一。
目前，常见的三电平空间矢量调制主要采用八段对称式SVPWM方法，但采用该方法的矢量拟合排布方式未充分利用三电平的冗余(电压)矢量对，其谐波特性和中点电压平衡抑制效果较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间矢量脉宽调制方法及装置，以解决现有空间矢量脉宽调制方式未充分利用三电平的冗余(电压)矢量对，谐波特性和中点电压平衡抑制效果较差的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种空间矢量脉宽调制方法的技术实现方案，一种空间矢量脉宽调制方法，用于变流器调制，包括以下步骤：
S101)判断参考电压矢量所处的扇区；
S102)判断参考电压矢量所处的三角形区域；
S103)根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；
S104)按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为所述变流器三相桥臂开关器件的开关周期；
S105)根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到所述变流器三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。
优选的，所述步骤S101)进一步包括以下过程：
将参考电压矢量在α-β坐标进行分解，得到参考电压矢量的α轴分量Vα，及β轴分量Vβ，令：
若Vref1＞0，则A＝1，否则A＝0；
若Vref2＞0，则B＝1，否则B＝0；
若Vref3＞0，则C＝1，否则C＝0；
令S＝A+2B+4C，
当S＝3时，所述参考电压矢量处于1号扇区；
当S＝1时，所述参考电压矢量处于2号扇区；
当S＝5时，所述参考电压矢量处于3号扇区；
当S＝4时，所述参考电压矢量处于4号扇区；
当S＝6时，所述参考电压矢量处于5号扇区；
当S＝2时，所述参考电压矢量处于6号扇区。
优选的，所述步骤S102)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于1号扇区时，令为
若则所述参考电压矢量处于0号三角形区域，Udc为所述变流器的中间直流电压；
若则所述参考电压矢量处于2号三角形区域；
若则所述参考电压矢量处于3号三角形区域；
若上述条件均不满足，则所述参考电压矢量处于1号三角形区域；
其它扇区的三角形区域根据对称性原则，将参考电压矢量进行旋转坐标变换，处于N扇区的参考电压矢量满足以下关系：
再结合1号扇区的规则，判断N扇区内的参考电压矢量所在的小三角形区域，N为扇区号，N∈[1,2,3,4,5,6]。
优选的，所述步骤S103)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t2、t0分别为当参考电压矢量处于0号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t13、t7分别为当参考电压矢量处于2号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t2、t7、t14分别为当参考电压矢量处于3号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量各个的基本矢量作用时间，U满足
其它扇区各个三角形区域的基本矢量作用时间根据对称性原则进行计算。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NN N；
NNN、ONN、OON、OOO、POO、PPO、PPP在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
ONN→OON→PON→POO→PPO→POO→PON→OON→ONN；
ONN、OON、PON、POO、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量ONN和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量OON和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
ONN→PNN→PON→POO→POO→PON→PNN→ONN；
ONN、PNN、PON、POO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
OON→PON→PPN→PPO→PPO→PPN→PON→OON；
OON、PON、PPN、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量OON和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
其它扇区各个三角形区域的基本矢量排布顺序根据对称性原则进行确定。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PP P；
PPP、PPO、POO、OOO、OON、ONN、NNN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPO→POO→PON→OON→ONN→OON→PON→POO→PPO；
PPO、POO、PON、OON、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量PPO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
POO→PON→PNN→ONN→ONN→PNN→PON→POO；
POO、PON、PNN、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPO→PPN→PON→OON→OON→PON→PNN→PPO；
PPO、PPN、PON、OON在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
其它扇区各个三角形区域的基本矢量排布顺序根据对称性原则进行确定。
本发明还另外具体提供了一种空间矢量脉宽调制方法装置的技术实现方案，一种空间矢量脉宽调制装置，用于变流器调制，包括：
扇区判断单元，判断参考电压矢量所处的扇区；
三角形区域判断单元，根据参考电压矢量所处的扇区判断所述参考电压矢量所处的三角形区域；
基本矢量作用时间计算单元，根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；
基本矢量拟合排布单元，按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为所述变流器三相桥臂开关器件的开关周期；
电压输出单元，根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到所述变流器三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。
优选的，所述扇区判断单元将参考电压矢量在α-β坐标进行分解，得到参考电压矢量的α轴分量Vα，及β轴分量Vβ，令：
若Vref1＞0，则A＝1，否则A＝0；
若Vref2＞0，则B＝1，否则B＝0；
若Vref3＞0，则C＝1，否则C＝0；
令S＝A+2B+4C，
当S＝3时，所述参考电压矢量处于1号扇区；
当S＝1时，所述参考电压矢量处于2号扇区；
当S＝5时，所述参考电压矢量处于3号扇区；
当S＝4时，所述参考电压矢量处于4号扇区；
当S＝6时，所述参考电压矢量处于5号扇区；
当S＝2时，所述参考电压矢量处于6号扇区。
优选的，当所述三角形区域判断单元判断参考电压矢量处于1号扇区时，令为
若则所述三角形区域判断单元判断参考电压矢量处于0号三角形区域，Udc为所述变流器的中间直流电压；
若则所述三角形区域判断单元判断参考电压矢量处于2号三角形区域；
若则所述三角形区域判断单元判断参考电压矢量处于3号三角形区域；
若上述条件均不满足，则所述三角形区域判断单元判断参考电压矢量处于1号三角形区域；
对于其它扇区的三角形区域，所述三角形区域判断单元根据对称性原则，将参考电压矢量进行旋转坐标变换，处于N扇区的参考电压矢量满足以下关系：
所述三角形区域判断单元结合1号扇区的规则，判断N扇区内的参考电压矢量所在的小三角形区域，N为扇区号，N∈[1,2,3,4,5,6]。
优选的，当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t2、t0分别为当参考电压矢量处于0号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t13、t7分别为当参考电压矢量处于2号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t2、t7、t14分别为当参考电压矢量处于3号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量各个的基本矢量作用时间，U满足
所述基本矢量作用时间计算单元根据对称性原则计算其它扇区各个三角形区域的基本矢量作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NN N；
NNN、ONN、OON、OOO、POO、PPO、PPP在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
ONN→OON→PON→POO→PPO→POO→PON→OON→ONN；
ONN、OON、PON、POO、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量ONN和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量OON和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
ONN→PNN→PON→POO→POO→PON→PNN→ONN；
ONN、PNN、PON、POO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
OON→PON→PPN→PPO→PPO→PPN→PON→OON；
OON、PON、PPN、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量OON和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
所述基本矢量拟合排布单元根据对称性原则进行其它扇区各个三角形区域基本矢量的排布。
优选的，当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PP P；
PPP、PPO、POO、OOO、OON、ONN、NNN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPO→POO→PON→OON→ONN→OON→PON→POO→PPO；
PPO、POO、PON、OON、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量PPO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
POO→PON→PNN→ONN→ONN→PNN→PON→POO；
POO、PON、PNN、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
优选的，当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPO→PPN→PON→OON→OON→PON→PNN→PPO；
PPO、PPN、PON、OON在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
所述基本矢量拟合排布单元根据对称性原则进行其它扇区各个三角形区域基本矢量的排布。
通过实施上述本发明提供的空间矢量脉宽调制方法及装置的技术方案，具有如下有益效果：
本发明在简化参考矢量扇区判断和三角形区域判断方法基础上，充分利用了三电平冗余电压空间矢量对，优化了空间电压矢量排布及开关周期内冗余矢量时间分配比例，最大限度地减少了开关管的开关次数，从而获得了良好的谐波特性，其矢量排布方式也有利于中点电压波动的抑制。
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的介绍。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它的实施例。
图1是本发明所基于的NPC三电平逆变器主电路拓扑结构图；
图2是本发明中三电平逆变器的空间电压状态矢量分布图；
图3是本发明中三电平逆变器的三角形区域标号示意图；
图4是本发明空间矢量脉宽调制方法中1号扇区中的参考矢量合成示意图；
图5是本发明空间矢量脉宽调制装置一种具体实施例的结构原理框图；
图6是本发明空间矢量脉宽调制方法一种具体实施例的程序流程图；
图7是本发明空间矢量脉宽调制方法中0号三角形区域内基本矢量排布及时间优化分配比例示意图；
图8是本发明空间矢量脉宽调制方法中1号三角形区域内基本矢量排布及时间优化分配比例示意图；
图9是本发明空间矢量脉宽调制方法中2号三角形区域内基本矢量排布及时间优化分配比例示意图；
图10是本发明空间矢量脉宽调制方法中3号三角形区域内基本矢量排布及时间优化分配比例示意图；
图中：1-扇区判断单元，2-三角形区域判断单元，3-基本矢量作用时间计算单元，4-基本矢量拟合排布单元，5-电压输出单元，10-变流器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1至附图10所示，给出了本发明空间矢量脉宽调制方法及装置的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如附图1所示，为NPC三电平逆变器(即变流器10)的主电路拓扑结构。在附图1中，通过控制三相桥臂开关管的开通关断状态来实现逆变输出交流电压。以A相输出为例，A相输出端电压与开关管开通状态的对应关系如下表1所示(其中，1表示开通，0表示关断)。
表1 A相输出端电压和开关管开通状态对应关系表
类似的，B、C相也存在上述相同开关状态对应关系。
因此，在变流器10的三电平逆变电路中，每相的开关状态有三种：-Udc/2(N)、0(O)、Udc/2(P)。对三相对称系统来说，共可组成33＝27种开关状态，每个开关状态对应一个基本(电压空间)矢量，如附图2所示。其中，大六边形的六个顶点为六个大矢量所在的位置，小六边形的每个顶点代表小矢量(小矢量包括：P型小矢量和N型小矢量)。P型和N型小矢量共有十二个，且是成对出现的，它们对中点电压的作用正好相反，这种特性结合合理的矢量排布方式，将对三电平的中点电压平衡产生抑制作用。27个基本(电压空间)矢量可分类为零矢量、小矢量(内六边形的顶点)、中矢量(外六边形的中点)、大矢量(外六边形的顶点)，其中零矢量和小矢量都存在冗余(电压)矢量对。27个基本(电压空间)矢量分布如附图3所示。
在本实施例描述的三电平空间矢量脉宽调制方法中，主要涉及扇区判断及三角形区域判断、输出电压矢量作用时间计算、拟合参考矢量的基本电压排布方式及各个时间分配比例三个重要方面。
如附图6所示，一种空间矢量脉宽调制方法的具体实施例，用于变流器10调制，包括以下步骤：
S101)判断参考电压矢量所处的扇区；
S102)判断参考电压矢量所处的三角形区域；
S103)根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；
S104)按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为变流器10三相桥臂开关器件的开关周期；
S105)根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到变流器10三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。
对于空间矢量调制而言，首先需要判断参考电压矢量处于哪个扇区，然后判断具体处于扇区的哪个三角形区域，由此来确定参考电压矢量的位置。步骤S101)的扇区判断方法进一步包括以下过程：
将参考电压矢量在α-β坐标进行分解，得到参考电压矢量的α轴分量Vα，及β轴分量Vβ，令：
若Vref1＞0，则A＝1，否则A＝0；
若Vref2＞0，则B＝1，否则B＝0；
若Vref3＞0，则C＝1，否则C＝0；
令S＝A+2B+4C，通过查找如下所示的表2可以进一步得到扇区号与S的具体对应关系。
表2扇区号和S对应关系表
S 3 1 5 4 6 2
扇区号 I II III IV V VI
当S＝3时，参考电压矢量处于1号扇区；
当S＝1时，参考电压矢量处于2号扇区；
当S＝5时，参考电压矢量处于3号扇区；
当S＝4时，参考电压矢量处于4号扇区；
当S＝6时，参考电压矢量处于5号扇区；
当S＝2时，参考电压矢量处于6号扇区。
对于三电平空间矢量脉宽调制而言，确定参考电压矢量处于哪个扇区后，还需对参考电压矢量具体落在哪个小三角形区域进行判断。步骤S102)的三角形区域判断方法进一步包括以下过程：
当参考电压矢量处于1号扇区时，令为
规则1：若则参考电压矢量处于0号三角形区域，Udc为变流器10的中间直流电压；
规则2：若则参考电压矢量处于2号三角形区域；
规则3：若则参考电压矢量处于3号三角形区域；
若上述条件均不满足，则参考电压矢量处于1号三角形区域。
1号扇区的三角形区域判断规则具体如下表3所示。
表3 1号扇区的三角形区域判断规则表
三角形区域号 规则1 规则2 规则3
0 Yes - -
2 No Yes -
3 No No Yes
1 No No No
根据对称性原则，其它扇区的三角形区域将参考电压矢量进行旋转坐标变换，处于N扇区的参考电压矢量满足以下关系：
再结合1号扇区的规则，根据对称性原则判断N扇区内的参考电压矢量所在的小三角形区域，N为扇区号，N∈[1,2,3,4,5,6]。
下面以附图4所示的空间电压矢量合成为例分析输出电压矢量作用时间的具体计算过程，假设期望的参考电压矢量落在1号三角形区域中，根据伏秒平衡原理可得：
t1+t2+t7＝Ts
将参考矢量在α-β坐标轴上进行分解，得：
V1t1cos0°+V2t2cos60°+V7t7cos30°＝VαTs
V1t1sin0°+V2t2sin60°+V7t7sin30°＝VβTs
t1+t2+t7＝Ts
根据上式，可得：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
同理，当参考电压矢量落入其它小三角形时，同样可以根据伏秒平衡来求出合成参考电压矢量，如下表4所示。
表4 1号扇区各三角形区域基本(电压空间)矢量的作用时间表
根据上表，步骤S103)进一步包括以下过程：
当参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t2、t0分别为当参考电压矢量处于0号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t13、t7分别为当参考电压矢量处于2号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t2、t7、t14分别为当参考电压矢量处于3号三角形区域时，用于合成参考电压矢量各个的基本矢量作用时间，U满足
得到了1号扇区内各个三角形区域基本矢量作用时间的计算方法，其它扇区各个三角形区域的基本矢量作用时间根据对称性原则进行计算。
在确定了用于合成参考电压矢量的各个基本矢量作用时间之后，需要确定参与拟合的各个基本矢量的排布方式。基本矢量的拟合排布方式遵循以下两个原则：
(1)零矢量对称分布原则；
(2)冗余矢量对充分利用且对称分布原则。
在确定基本矢量拟合排布方式及其作用时间后，按照对称性原则，可以得到参考电压矢量位于各个三角形区域时三相电压输出的矢量时序图(包括拟合参考电压矢量的基本矢量的排布及时间分配比例)，并得到三相桥臂各开关器件的驱动信号。下面以1号扇区为例，介绍本实施例的矢量排布方式及时间优化分配比例技术方案。
在参考电压矢量位于0号三角形区域中时，构成参考电压矢量拟合的基本矢量有零矢量和小矢量两种。当用于合成位于0号三角形区域的输出电压矢量(对应于参考电压矢量)以NNN零矢量作为首发矢量时，步骤S104)进一步包括以下过程：
为了确保光滑的输出波形，用于合成位于0号三角形区域的输出电压矢量以零矢量开始，能够有效避免扇区切换过程中发生矢量突变的问题。以首发矢量为NNN零矢量为例(首发矢量为PPP零矢量的矢量排布情况与NNN零矢量作为首发矢量的情况具有对称性，在下述内容中对其排布方式进行详细描述)。如附图7所示，当参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN，三相输出PWM信号的时序图如附图7所示。其中，两对冗余小矢量(ONN，POO；PPO，OON)及零矢量(NNN，PPP，OOO)均参与基本矢量的拟合，有利于对中点电压波动的抑制。其中，冗余小矢量的排布遵循以半个开关周期为轴对称出现的原则。而零矢量的作用时间不仅满足以半个开关周期为轴对称出现，而且还满足以四分之一开关周期为轴对称出现的规律。在本实施例中，零矢量的这种对称性排布方式相较于八段式SVPWM矢量排布中零矢量作用时间均布的方式，更进一步地改善了输出波形的谐波性能。
其中，矢量NNN、ONN、OON、OOO、POO、PPO、PPP在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
ONN→OON→PON→POO→PPO→POO→PON→OON→ONN，三相输出PWM信号的时序图如附图8所示。当参考电压矢量位于1号三角形区域内时，为了避免扇区之间切换过程中的矢量突变，用于合成1号三角形区域内参考电压矢量的首发矢量为ONN(0号三角形区域以零矢量NNN作为首发矢量)。根据充分利用冗余(电压)矢量对和尽可能满足冗余矢量二分之一开关周期对称性、零矢量四分之一开关周期对称性的原则，类似参考电压矢量位于0号三角形区域的处理方法，可得到上述矢量排布规律。
其中，矢量ONN、OON、PON、POO、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量ONN和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量OON和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。从附图8中可以看出，位于1号三角形区域内的两对冗余(电压)小矢量(ONN，POO；PPO，OON)都被使用，这种特性有利于中点电压的波动抑制。
当参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
ONN→PNN→PON→POO→POO→PON→PNN→ONN。不同于参考电压矢量位于0号、1号三角形区域存在两对冗余(电压)小矢量可供合成使用的情况，当参考电压矢量位于2号三角形区域内时，冗余(电压)矢量只有一对(ONN，POO)。按照对称性规律和充分利用冗余(电压)矢量的原则，可以得到如附图9所示的三相输出PWM信号时序。
其中，矢量ONN、PNN、PON、POO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。从附图9中可以看出，位于2号三角形区域内的冗余(电压)小矢量(ONN，POO)被使用且分布对称，冗余(电压)小矢量对的利用有利于中点电压的波动抑制。
当参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
OON→PON→PPN→PPO→PPO→PPN→PON→OON。类似于参考电压矢量位于2号三角形区域内时的矢量排布及矢量作用时间分配关系，可以得到如附图10所示的三相输出PWM信号时序图。
其中，矢量OON、PON、PPN、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量OON和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间。
从附图10中可以看出，位于3号三角形区域内的冗余(电压)小矢量(OON，PPO)被使用且分布对称，冗余(电压)小矢量对的利用有利于中点电压的波动抑制。
其它扇区各个三角形区域的基本矢量排布顺序根据对称性原则进行确定。
当用于合成0号三角形的输出电压矢量以PPP零矢量作为首发矢量时，步骤S104)进一步包括以下过程：
当参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PP P。
PPP、PPO、POO、OOO、OON、ONN、NNN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPO→POO→PON→OON→ONN→OON→PON→POO→PPO。
PPO、POO、PON、OON、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量PPO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
POO→PON→PNN→ONN→ONN→PNN→PON→POO。
POO、PON、PNN、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPO→PPN→PON→OON→OON→PON→PNN→PPO。
PPO、PPN、PON、OON在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
其它扇区各个三角形区域的基本矢量排布顺序根据对称性原则进行确定。
本实施例给出了一种用于合成参考电压矢量的各个基本矢量拟合排布的最优技术方案。需要特别说明的是，在确保变流器10三相桥臂开关器件开关次数最少的原则下，各个基本矢量的排布方式还可以采用其它方案。
本实施例描述的空间矢量脉宽调制方法充分利用三电平的冗余(电压)矢量对，，以获取良好的谐波特性和中点电压波动抑制效果。通过对基本矢量拟合排布方式和作用时间比例分配的优化，使得变流器10三相桥臂开关器件的开关次数最少，谐波性能更好。本实施例通过计算得到各个基本矢量的作用时间后，根据基本矢量拟合排布方式的不同，可以形成不同效果的SVPWM调制模式。经研究试验表明，在三电平中，冗余矢量对SVPWM的输出能够起到很好的优化作用，在参考电压矢量拟合中充分利用冗余矢量可以得到更好的谐波性能，同时也十分有利于中点电压的波动抑制。
实施例2
如附图5所示，一种空间矢量脉宽调制装置的具体实施例，用于变流器10调制，包括：
扇区判断单元1，判断参考电压矢量所处的扇区；
三角形区域判断单元2，根据参考电压矢量所处的扇区判断参考电压矢量所处的三角形区域；
基本矢量作用时间计算单元3，根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；
基本矢量拟合排布单元4，按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为变流器10三相桥臂开关器件的开关周期；
电压输出单元5，根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到变流器10三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。
扇区判断单元1将参考电压矢量在α-β坐标进行分解，得到参考电压矢量的α轴分量Vα，及β轴分量Vβ，令：
若Vref1＞0，则A＝1，否则A＝0；
若Vref2＞0，则B＝1，否则B＝0；
若Vref3＞0，则C＝1，否则C＝0；
令S＝A+2B+4C，
当S＝3时，参考电压矢量处于1号扇区；
当S＝1时，参考电压矢量处于2号扇区；
当S＝5时，参考电压矢量处于3号扇区；
当S＝4时，参考电压矢量处于4号扇区；
当S＝6时，参考电压矢量处于5号扇区；
当S＝2时，参考电压矢量处于6号扇区。
当三角形区域判断单元2判断参考电压矢量处于1号扇区时，令为
若则三角形区域判断单元2判断参考电压矢量处于0号三角形区域，Udc为变流器10的中间直流电压；
若则三角形区域判断单元2判断参考电压矢量处于2号三角形区域；
若则三角形区域判断单元2判断参考电压矢量处于3号三角形区域；
若上述条件均不满足，则三角形区域判断单元2判断参考电压矢量处于1号三角形区域；
对于其它扇区的三角形区域，三角形区域判断单元2根据对称性原则，将参考电压矢量进行旋转坐标变换，处于N扇区的参考电压矢量满足以下关系：
三角形区域判断单元2结合1号扇区的规则，判断N扇区内的参考电压矢量所在的小三角形区域，N为扇区号，N∈[1,2,3,4,5,6]。
当参考电压矢量处于0号三角形区域时，基本矢量作用时间计算单元3根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t2、t0分别为当参考电压矢量处于0号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当参考电压矢量处于1号三角形区域时，基本矢量作用时间计算单元3根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当参考电压矢量处于2号三角形区域时，基本矢量作用时间计算单元3根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t13、t7分别为当参考电压矢量处于2号三角形区域时，用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当参考电压矢量处于3号三角形区域时，基本矢量作用时间计算单元3根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t2、t7、t14分别为当参考电压矢量处于3号三角形区域时，用于合成参考电压矢量各个的基本矢量作用时间，U满足
基本矢量作用时间计算单元3根据对称性原则计算其它扇区各个三角形区域的基本矢量作用时间。
当参考电压矢量处于0号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN。
NNN、ONN、OON、OOO、POO、PPO、PPP在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于1号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
ONN→OON→PON→POO→PPO→POO→PON→OON→ONN。
ONN、OON、PON、POO、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量ONN和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量OON和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于2号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
ONN→PNN→PON→POO→POO→PON→PNN→ONN。
ONN、PNN、PON、POO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于3号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
OON→PON→PPN→PPO→PPO→PPN→PON→OON。
OON、PON、PPN、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量OON和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间。
基本矢量拟合排布单元4根据对称性原则进行其它扇区各个三角形区域基本矢量的排布。
当参考电压矢量处于0号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP。
PPP、PPO、POO、OOO、OON、ONN、NNN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于1号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPO→POO→PON→OON→ONN→OON→PON→POO→PPO。
PPO、POO、PON、OON、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量PPO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于2号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
POO→PON→PNN→ONN→ONN→PNN→PON→POO。
POO、PON、PNN、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
当参考电压矢量处于3号三角形区域时，基本矢量拟合排布单元4按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPO→PPN→PON→OON→OON→PON→PNN→PPO。
PPO、PPN、PON、OON在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间。
基本矢量拟合排布单元4根据对称性原则进行其它扇区各个三角形区域基本矢量的排布。
通过实施本发明具体实施例描述的空间矢量脉宽调制方法及装置的技术方案，能够产生如下技术效果：
本发明具体实施例描述的空间矢量脉宽调制方法及装置在简化参考矢量扇区判断和三角形区域判断方法基础上，充分利用了三电平冗余电压空间矢量对，优化了空间电压矢量排布及开关周期内冗余矢量时间分配比例，最大限度地减少了开关管的开关次数，从而获得了良好的谐波特性，其矢量排布方式也有利于中点电压波动的抑制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，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。

Claims (24)

1.一种空间矢量脉宽调制方法，用于变流器(10)调制，其特征在于，包括以下步骤：
S101)判断参考电压矢量所处的扇区；
S102)判断参考电压矢量所处的三角形区域；
S103)根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；
S104)按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为所述变流器(10)三相桥臂开关器件的开关周期；
S105)根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到所述变流器(10)三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。
2.根据权利要求1所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S101)进一步包括以下过程：
将参考电压矢量在α-β坐标进行分解，得到参考电压矢量的α轴分量Vα，及β轴分量Vβ，令：
Vref1＝Vβ，
若Vref1＞0，则A＝1，否则A＝0；
若Vref2＞0，则B＝1，否则B＝0；
若Vref3＞0，则C＝1，否则C＝0；
令S＝A+2B+4C，
当S＝3时，所述参考电压矢量处于1号扇区；
当S＝1时，所述参考电压矢量处于2号扇区；
当S＝5时，所述参考电压矢量处于3号扇区；
当S＝4时，所述参考电压矢量处于4号扇区；
当S＝6时，所述参考电压矢量处于5号扇区；
当S＝2时，所述参考电压矢量处于6号扇区。
3.根据权利要求2所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S102)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于1号扇区时，令为
若则所述参考电压矢量处于0号三角形区域，Udc为所述变流器(10)的中间直流电压；
若则所述参考电压矢量处于2号三角形区域；
若则所述参考电压矢量处于3号三角形区域；
若上述条件均不满足，则所述参考电压矢量处于1号三角形区域；
其它扇区的三角形区域根据对称性原则，将参考电压矢量进行旋转坐标变换，处于N扇区的参考电压矢量满足以下关系：
再结合1号扇区的规则，判断N扇区内的参考电压矢量所在的小三角形区域，N为扇区号，N∈[1,2,3,4,5,6]。
4.根据权利要求3所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S103)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t2、t0分别为当参考电压矢量处于0号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t1、t13、t7分别为当参考电压矢量处于2号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的作用时间根据以下公式计算：
其中，t2、t7、t14分别为当参考电压矢量处于3号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量各个的基本矢量作用时间，U满足
其它扇区各个三角形区域的基本矢量作用时间根据对称性原则进行计算。
5.根据权利要求4所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NN N；
NNN、ONN、OON、OOO、POO、PPO、PPP在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间。
6.根据权利要求5所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
ONN→OON→PON→POO→PPO→POO→PON→OON→ONN；
ONN、OON、PON、POO、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量ONN和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量OON和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
7.根据权利要求6所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
ONN→PNN→PON→POO→POO→PON→PNN→ONN；
ONN、PNN、PON、POO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
8.根据权利要求7所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
OON→PON→PPN→PPO→PPO→PPN→PON→OON；
OON、PON、PPN、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量OON和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
其它扇区各个三角形区域的基本矢量排布顺序根据对称性原则进行确定。
9.根据权利要求4所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PP P；
PPP、PPO、POO、OOO、OON、ONN、NNN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间。
10.根据权利要求9所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPO→POO→PON→OON→ONN→OON→PON→POO→PPO；
PPO、POO、PON、OON、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量PPO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
11.根据权利要求10所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
POO→PON→PNN→ONN→ONN→PNN→PON→POO；
POO、PON、PNN、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
12.根据权利要求11所述的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述步骤S104)进一步包括以下过程：
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，各个基本矢量的排布顺序为：
PPO→PPN→PON→OON→OON→PON→PNN→PPO；
PPO、PPN、PON、OON在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
其它扇区各个三角形区域的基本矢量排布顺序根据对称性原则进行确定。
13.一种空间矢量脉宽调制装置，用于变流器(10)调制，其特征在于，包括：
扇区判断单元(1)，判断参考电压矢量所处的扇区；
三角形区域判断单元(2)，根据参考电压矢量所处的扇区判断所述参考电压矢量所处的三角形区域；
基本矢量作用时间计算单元(3)，根据参考电压矢量所处的三角形区域，计算用于合成参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间；
基本矢量拟合排布单元(4)，按照基本矢量中的冗余矢量对充分利用且以Ts/2为轴对称分布，零矢量以Ts/4为轴对称分布，进行基本矢量拟合排布，Ts为所述变流器(10)三相桥臂开关器件的开关周期；
电压输出单元(5)，根据各个基本矢量的作用时间，及拟合排布方式得到所述变流器(10)三相桥臂各开关器件的驱动信号，并输出电压。
14.根据权利要求13所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，所述扇区判断单元(1)将参考电压矢量在α-β坐标进行分解，得到参考电压矢量的α轴分量Vα，及β轴分量Vβ，令：
Vref1＝Vβ，
若Vref1＞0，则A＝1，否则A＝0；
若Vref2＞0，则B＝1，否则B＝0；
若Vref3＞0，则C＝1，否则C＝0；
令S＝A+2B+4C，
当S＝3时，所述参考电压矢量处于1号扇区；
当S＝1时，所述参考电压矢量处于2号扇区；
当S＝5时，所述参考电压矢量处于3号扇区；
当S＝4时，所述参考电压矢量处于4号扇区；
当S＝6时，所述参考电压矢量处于5号扇区；
当S＝2时，所述参考电压矢量处于6号扇区。
15.根据权利要求14所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于：
当所述三角形区域判断单元(2)判断参考电压矢量处于1号扇区时，令为
若则所述三角形区域判断单元(2)判断参考电压矢量处于0号三角形区域，Udc为所述变流器(10)的中间直流电压；
若则所述三角形区域判断单元(2)判断参考电压矢量处于2号三角形区域；
若则所述三角形区域判断单元(2)判断参考电压矢量处于3号三角形区域；
若上述条件均不满足，则所述三角形区域判断单元(2)判断参考电压矢量处于1号三角形区域；
对于其它扇区的三角形区域，所述三角形区域判断单元(2)根据对称性原则，将参考电压矢量进行旋转坐标变换，处于N扇区的参考电压矢量满足以下关系：
所述三角形区域判断单元(2)结合1号扇区的规则，判断N扇区内的参考电压矢量所在的小三角形区域，N为扇区号，N∈[1,2,3,4,5,6]。
16.根据权利要求15所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元(3)根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t2、t0分别为当参考电压矢量处于0号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元(3)根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t2、t7分别为当参考电压矢量处于1号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元(3)根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t1、t13、t7分别为当参考电压矢量处于2号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量的各个基本矢量的作用时间，U满足
当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，所述基本矢量作用时间计算单元(3)根据以下公式计算各个基本矢量的作用时间：
其中，t2、t7、t14分别为当参考电压矢量处于3号三角形区域时，用于合成所述参考电压矢量各个的基本矢量作用时间，U满足
所述基本矢量作用时间计算单元(3)根据对称性原则计算其它扇区各个三角形区域的基本矢量作用时间。
17.根据权利要求16所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NN N；
NNN、ONN、OON、OOO、POO、PPO、PPP在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间。
18.根据权利要求17所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
ONN→OON→PON→POO→PPO→POO→PON→OON→ONN；
ONN、OON、PON、POO、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量ONN和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量OON和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
19.根据权利要求18所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
ONN→PNN→PON→POO→POO→PON→PNN→ONN；
ONN、PNN、PON、POO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量ONN和POO在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
20.根据权利要求19所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
OON→PON→PPN→PPO→PPO→PPN→PON→OON；
OON、PON、PPN、PPO在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量OON和PPO在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
所述基本矢量拟合排布单元(4)根据对称性原则进行其它扇区各个三角形区域基本矢量的排布。
21.根据权利要求16所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于0号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPP→PPO→POO→OOO→OON→ONN→NNN→ONN→OON→OOO→POO→PPO→PP P；
PPP、PPO、POO、OOO、OON、ONN、NNN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/4、Tc/2、Tb/2、Ta/2、Tc/2、Tb/2、Ta/4，且t1＝2Tc，t2＝2Tb，t0＝2Ta，t0为零矢量OOO、PPP、NNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t1为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间。
22.根据权利要求21所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于1号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPO→POO→PON→OON→ONN→OON→PON→POO→PPO；
PPO、POO、PON、OON、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Ta/2、Tc/2、Tb、Tc/2、Ta/2，且t1＝2Ta，t2＝2Tc，t7＝2Tb，t1为有效矢量PPO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t2为有效矢量POO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
23.根据权利要求22所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于2号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
POO→PON→PNN→ONN→ONN→PNN→PON→POO；
POO、PON、PNN、ONN在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t1＝2Tc，t13＝2Tb，t7＝2Ta，t1为有效矢量POO和ONN在一个开关周期Ts内的作用时间，t13为有效矢量PNN在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间。
24.根据权利要求23所述的空间矢量脉宽调制装置，其特征在于，当所述参考电压矢量处于3号三角形区域时，所述基本矢量拟合排布单元(4)按照以下顺序进行各个基本矢量的排布：
PPO→PPN→PON→OON→OON→PON→PNN→PPO；
PPO、PPN、PON、OON在Ts/2内的作用时间依次为Tc/2、Tb、Ta、Tc/2，且t2＝2Tc，t7＝2Tb，t14＝2Ta，t2为有效矢量PPO和OON在一个开关周期Ts内的作用时间，t7为有效矢量PON在一个开关周期Ts内的作用时间，t14为有效矢量PPN在一个开关周期Ts内的作用时间；
所述基本矢量拟合排布单元(4)根据对称性原则进行其它扇区各个三角形区域基本矢量的排布。
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