基于五相六线拓扑的相邻五矢量SVPWM方法

摘要

基于五相六线拓扑的相邻五矢量SVPWM方法，属于电机控制领域，本发明为解决传统的五相五线拓扑结构下的SVPWM方法控制性能变差的问题。本发明方法包括以下步骤：步骤一、进行SVPWM调制的五相六线拓扑中的12个功率开关管共有64种开关状态，计算所述64种开关状态对应的电压空间矢量，获取64个电压空间矢量；步骤二、判断参考电压空间矢量的位置，根据参考电压空间矢量的位置来选择五个相邻非零电压空间矢量及两个零矢量作为作用矢量，步骤三、计算所述作用矢量的作用时间；步骤四、根据作用矢量及作用时间，采用对称调制模式输出桥臂开关信号，实现SVPWM调制。

主权项

基于五相六线拓扑的相邻五矢量SVPWM方法，所述五相六线拓扑中由12个功率开关管构成六个桥臂，其中：A相、B相、C相、D相和E相桥臂的中点分别接电机的输入端，F相桥臂的中点直接接至电机负载的中性点n，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、进行SVPWM调制的五相六线拓扑中的12个功率开关管共有64种开关状态，计算所述64种开关状态对应的电压空间矢量，获取64个电压空间矢量；步骤一中获取64个电压空间矢量V_k,k＝0,1,2,...,63的过程为：所述五相六线拓扑中由12个功率开关管构成六个桥臂，每个桥臂的开关函数为S_i,i＝A,B,C,D,E,F，第i个桥臂的上桥臂导通，记S_i＝1，第i个桥臂的下桥臂导通，记S_i＝0；开关函数按[S_F,S_A,S_B,S_C,S_D,S_E]的顺序排列，用[S_F,S_A,S_B,S_C,S_D,S_E]构成的二进制码S_FS_AS_BS_CS_DS_E对应的十进制数值k表示开关状态，k＝0,1,2,...,63，根据公式$V_k=\left[\begin{array}{c}{V}_{\alpha 1-k}\\ V_{\beta 1-k}\\ V_{z-k}\\ V_{\alpha 3-k}\\ V_{\beta 3-k}\end{array}\right]=\frac{2}{5}\left[\begin{array}{ccccc}1& \cos \alpha & \cos 2\alpha & \cos 3\alpha & \cos 4\alpha \\ 0& \sin \alpha & \sin 2\alpha & \sin 3\alpha & \sin 4\alpha \\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\\ 1& \cos 3\alpha & \cos 6\alpha & \cos 9\alpha & \cos 12\alpha \\ 0& \sin 3\alpha & \sin 6\alpha & \sin 9\alpha & \sin 12\alpha \end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{An}-k}\\ V_{\mathrm{Bn}-k}\\ V_{\mathrm{Cn}-k}\\ V_{\mathrm{Dn}-k}\\ V_{\mathrm{En}-k}\end{array}\right]$得到每一个开关状态k对应的电压空间矢量V_k，式中：V_α1‑k为V_k在基波空间α1β1z中的α1轴投影，V_β1‑k为V_k在基波空间α1β1z中的β1轴投影，V_z‑k为V_k在基波空间α1β1z中的z轴投影，V_α3‑k为V_k在三次谐波空间α3β3中的α3轴投影，V_β3‑k为V_k在三次谐波空间α3β3中的β3轴投影，$\alpha =\frac{2\pi }{5},$$\left[\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{An}-k}\\ V_{\mathrm{Bn}-k}\\ V_{\mathrm{Cn}-k}\\ V_{\mathrm{Dn}-k}\\ V_{\mathrm{En}-k}\end{array}\right]$为第k个开关状态下输出的一组相电压，z为直流母线中点，所述直流母线为五相六线拓扑的输入直流源；步骤二、判断参考电压空间矢量的位置，根据参考电压空间矢量的位置来选择五个相邻非零电压空间矢量及两个零矢量作为作用矢量，所述五个相邻非零电压空间矢量及两个零矢量取自64个电压空间矢量；步骤三、计算所述作用矢量的作用时间；步骤四、根据作用矢量及作用时间，采用对称调制模式输出桥臂开关信号，实现SVPWM调制。