一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统，其中，调节方法包括：获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量、三角波；根据获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间；根据获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值；将三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取三相输出的脉宽调制波形。采用本发明提供的三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统可以分别对三相输出电压进行调节，实现三相不平衡系统的SVPWM调节。
【专利说明】一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及空间矢量脉宽调制控制【技术领域】，尤其涉及一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]传统的空间矢量脉宽调制(SpaceVector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)主要应用于三相平衡系统。基于所述三相平衡系统的SVPWM的调制方法具体实现过程为:
[0003]S1:计算矢量所处的相位；
[0004]S2:根据矢量所处的相位算出矢量所处的扇区；
[0005]扇区=相位/6;商为扇区序号,余数为Θ。
[0006]S3:由输出量以及给定量通过比例积分(PI)调节进行闭环处理算出调制深度；
[0007]S4:由调制深度V_m和三角波周期T计算零矢量和非零矢量的持续时间:
[0008]T1=Vf^sin (60- Θ ) [0009]T2=Vf*sin Θ
[0010]其中Vf=T*V_m(V_m为调制深度)
[0011]T0=T-T1-T2
[0012]S5:根据扇区算出每一项的比较寄存器的值；
[0013]S6:将比较寄存器的值与三角波比较，得到各相的PWM波。
[0014]从以上算法可以看出，当需要改变输出电压值时，需改变调制深度，但是此时三相的PWM脉宽将同时被改变，即不能达到只调节其中某一相输出电压的目的。这样，当无源电压型逆变器带三相不平衡负载时，例如:当A相负荷过大时，这样导致A相电压变小，也就是A，B，C三相输出电压不平衡。对于一些电压敏感性负荷，这可能直接导致设备工作出现故障，而且逆变器都具有过压欠压保护功能，一旦平衡度过高，将导致逆变器不工作。因此，保证A，B, C三相输出电压平衡非常关键。但是，传统的SVPWM将A相电压增大时，势必导致B, C相电压也跟着增大，也就是传统SVPWM算法不适用与三相不平衡系统。
【发明内容】
[0015]本发明的实施例提供一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0016]一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法，包括:
[0017]获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的比例积分微分(PID)调节量、三角波；
[0018]根据所述获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间；[0019]根据所述获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值；
[0020]将所述三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取所述三相输出的脉宽调制波形。
[0021]一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节装置，包括:
[0022]信息获取单元:用于获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量、三角波；
[0023]参数获取单元，用于根据所述获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间；
[0024]比较值获取单元，用于根据所述获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值；
[0025]调制波输出单元，用于将所述三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取所述三相输出的脉宽调制波形。
[0026]一种三相不平衡系统，包括:如上所述的三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节装置。
[0027]本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统，通过获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量、三角波；根据所述获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间；根据所述获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值；将所述三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取所述三相输出的脉宽调制波形。采用本发明提供的三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统可以分别对三相输出电压进行调节，实现三相不平衡系统的SVPWM调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为现有三相平衡系统的SVPWM的调制方法的调制示意图；
[0029]图2为本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法流程图；
[0030]图3为本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法的具体实现框图；
[0031]图4为本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节装置结构示意图；
[0032]图5为本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的结构示意图；
[0033]图6为本发明实施例提供的一种A，B, C三相的调制深度相等的仿真图；
[0034]图7为本发明实施例提供的一种A相调制深度增大，B, C相调制深度不变的仿真图；
[0035]图8为本发明实施例提供的一种只增大B相调制深度的仿真图；[0036]图9为本发明实施例提供的一种只增大C相调制深度的仿真图；
[0037]图10为本发明实施例提供的一种A相电压增大，B，C相电压基本保持不变的仿真图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法、装置及系统进行详细描述。
[0039]如图2所示，为本发明实施例提供的一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法；该方法包括:
[0040]S201:获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量、三角波；
[0041]S202:根据所述获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的PID调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间；
[0042]S203:根据所述获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值；
[0043]S204:将所述三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取所述三相输出的脉宽调制波形。
[0044]需要说明的是，该方`法还可以包括:
[0045]预设所述三相输出量对应的PID调节量。
[0046]基于以上实施例，空间矢量脉宽调制SVPWM可以知道是根据变流器空间电压矢量切换来控制变流器的一种控制方法，其主要思路在于采用逆变器空间电压矢量的切换获得准圆形旋转磁场，从而在不高的开关频率条件下，获得较SPWM控制更好的性能:主要表现在=SVPWM提高了电压型逆变器的电压利用率和动态相应性能，另外，简单的矢量模式切换更易于单片微处理器的实现。且通过分别对三相输出电压进行PI闭环调节，得到对应的调制深度，在SABER搭建模型进行仿真可以得出如下结论:
[0047]当A，B，C三相的调制深度相等时，可以得到:A，B, C三相输出电压有效值基本相等的结论，分别为95.073,93.824，96.098 ;如图6所示；
[0048]当A相调制深度增大，B，C相调制深度不变时，可以如图7所示，当只增大A相调制深度时，可以看出A，C相电压都增大，且几乎相等，B相电压保持不变。
[0049]同理，当只增大B相调制深度时(如图8所示)，可以看出A，B相电压都增大，且几乎相等，C相电压基本保持不变；当只增大C相调制深度时(如图9所示)，可以看出B，C相电压都增大，且几乎相等，A相电压基本保持不变。
[0050]以上A、B、C三相输出调节的仿真结论具体可以参见如下表所示:
[0051]
A相电压B相电压C相电压
A相调制比个 tt
【权利要求】
1.一种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法，其特征在于，包括: 获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的比例积分微分调节量、三角波； 根据所述获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的比例积分微分调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间； 根据所述获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值； 将所述三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取所述三相输出的脉宽调制波形。
2.根据权利要求1所述的三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节方法，其特征在于，还包括: 预设所述三相输出量对应的比例积分微分调节量。
3.—种三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节装置，其特征在于，该装置包括: 信息获取单元:用于获取变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的比例积分微分调节量、三角波； 参数获取单元，用于根据所述获取的变流器空间电压矢量所处的相位、扇区以及三相不平衡系统的三相输出量以及与其对应的比例积分微分调节量，分别获取三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间； 比较值获取单元，用于根据所述获取的三相输出对应的非零矢量和零矢量持续时间，分别获取三相输出对应的比较值； 调制波输出单元，用于将所述三相输出对应的比较值与所述三角波比较，分别获取所述三相输出的脉宽调制波形。
4.根据权利要求3所述的三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节装置，其特征在于，还包括: 预设单元，用于预设所述三相输出量对应的比例积分微分调节量。
5.一种三相不平衡系统，其特征在于，该系统包括:如权利要求3至4中任意一项所述的三相不平衡系统的空间矢量脉宽调制的调节装置。
【文档编号】H02M7/48GK103633861SQ201210303106
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月23日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】刘雅琼 申请人:北京动力源科技股份有限公司