一种五相电压源逆变桥空间电压矢量脉宽调制算法

摘要

本发明公开了一种能够同时控制基波和三次谐波输出的五相电压源逆变桥空间电压矢量脉宽调制算法。当基波参考电压矢量落在基波空间某一扇区时，只选取围成该扇区的两个大空间电压矢量和两个中空间电压矢量来合成基波参考电压矢量；基波空间被选中的大、中空间电压矢量在三次谐波空间却为小、中空间电压矢量，在三次谐波空间利用该小、中空间电压矢量来合成三次谐波参考电压矢量。依据平行四边形定则得到基波空间两个中空间电压矢量、两个大空间电压矢量以及适当插入的零电压矢量的作用时间。间接地使得五相永磁同步电动机定子电流基波和三次谐波电流按控制要求与转子上的基波和三次谐波永磁磁场分别作用，既提高电动机出力，又能降低定子电流峰值。

主权项

1.一种五相电压源逆变桥空间电压矢量脉宽调制算法，其特征在于：当基波参考电压矢量落在基波空间某一扇区时，在基波空间选取围成该扇区的两个大空间电压矢量和以及两个中空间电压矢量和来合成基波参考电压矢量将基波空间被选中的两个大空间电压矢量和以及两个中空间电压矢量和在三次谐波空间一一对应地转变为两个小空间电压矢量和以及两个中空间电压矢量和在三次谐波空间利用被选中的两个小空间电压矢量和以及两个中空间电压矢量和来合成三次谐波参考电压矢量在基波空间，大空间电压矢量和中空间电压矢量的矢量方向一致，大空间电压矢量和中空间电压矢量的矢量方向一致，其中，大空间电压矢量超前大空间电压矢量的空间电角度为π/5，基波参考电压矢量超前大空间电压矢量的空间电角度为δ，基波参考电压矢量超前大空间电压矢量的空间电角度为ε，δ+ε=π/5；在三次谐波波空间，中空间电压矢量和小空间电压矢量的矢量方向相反，中空间电压矢量和小空间电压矢量的矢量方向相反，中空间电压矢量超前中空间电压矢量的空间电角度为3π/5，小空间电压矢量超前小空间电压矢量的空间电角度为3π/5，三次谐波参考电压矢量超前小空间电压矢量的空间电角度为λ，中空间电压矢量超前三次谐波参考电压矢量的空间电角度为μ，λ+μ=3π/5；在五相电压源逆变桥直流母线电压为U_dc、开关控制周期为T_s的情况下，当基波参考电压矢量落在某一扇区时，为了生成基波参考电压矢量和三次谐波参考电压矢量围成该扇区的：中空间电压矢量和中空间电压矢量作用的时间分别为t₁和t₂、大空间电压矢量和大空间电压矢量作用的时间分别为t₃和t₄、插入的零电压矢量U₀和零电压矢量U₃₁共同作用的时间t₀，分别按照以下各式计算：$t_1=\frac{T_s}{U_{\mathrm{dc}}}\left(1.1756\right|U_{\mathrm{ref}}^1|\sin ϵ-1.9022|U_{\mathrm{ref}}^3\left|\sin \mu \right)$$t_2=\frac{T_s}{U_{\mathrm{dc}}}\left(1.1756\right|U_{\mathrm{ref}}^1|\sin \delta -1.9022|U_{\mathrm{ref}}^3\left|\sin \lambda \right)$$t_3=\frac{T_s}{U_{\mathrm{dc}}}(1.9022|U_{\mathrm{ref}}^1|\sin ϵ+1.1756|U_{\mathrm{ref}}^3\left|\sin \mu \right)$$t_4=\frac{T_s}{U_{\mathrm{dc}}}(1.9022|U_{\mathrm{ref}}^1|\sin \delta +1.1756|U_{\mathrm{ref}}^3\left|\sin \lambda \right)$t₀=T_s-t₁-t₂-t₃-t₄五相电压源逆变桥按上述方法计算所得的时间施加空间电压矢量，实现五相电压源逆变桥输出的基波和三次谐波空间电压矢量的同时控制，五相永磁同步电动机定子电流基波和三次谐波电流间接地得到控制，使得五相永磁同步电动机定子电流基波和三次谐波电流按控制要求与转子上的基波和三次谐波永磁磁场分别作用，从而提高电动机出力，降低定子电流峰值。