一種空間矢量脈沖調(diào)制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間矢量脈沖調(diào)制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國的電力機(jī)車牽引逆變器主要采用三電平牽引逆變器，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1 所示，每個(gè)橋臂上有4個(gè)開關(guān)管和反并聯(lián)二極管、兩個(gè)箝位二極管。三個(gè)橋臂輸出的電壓分 別為V AQ、VBQ、VCQ,相位相差120°。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，三電平牽引逆變器在調(diào)制算法方面采用傳統(tǒng)的三電平空間矢量脈 沖調(diào)制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)SVPWM 調(diào)試算法，傳統(tǒng)的三電平 SVPWM調(diào)制算法獲取三電平牽引逆變器的27種開關(guān)狀態(tài)中每種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的矢量（VM、 、、、)，將每種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的矢量轉(zhuǎn)換到a平面直角坐標(biāo)系中，并根據(jù)每種開關(guān)狀 態(tài)在a平面直角坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量以及參考矢量在a平面直角坐標(biāo)系對應(yīng)的矢 量，確定合成參考矢量所需的3種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的矢量，并根據(jù)參考矢量以及合成參考矢 量所需的3種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的矢量，確定參考矢量的作用時(shí)間內(nèi)每種開關(guān)狀態(tài)的作用時(shí) 間，將轉(zhuǎn)換到a平面直角坐標(biāo)系中，其中3軸超前a軸90°。
[0004] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中，由于VAQ、VBQ、V ro的相位相差120°因此在a-e平面直角坐標(biāo) 系中，3種開關(guān)狀態(tài)中每種開關(guān)狀態(tài)在a平面直角坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量的作用時(shí)間的計(jì) 算公式均與角度的三角函數(shù)有關(guān)，在計(jì)算過程中，角度的三角函數(shù)常取有限位數(shù)，并且三角 函數(shù)的計(jì)算時(shí)間較長，導(dǎo)致計(jì)算得到的各矢量的作用時(shí)間的準(zhǔn)確度較低，控制算法的實(shí)現(xiàn) 速度較慢，影響空間矢量脈沖調(diào)制方法的精度和計(jì)算速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種空間矢量脈沖調(diào)制方法和裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中空間矢量脈 沖調(diào)制方法的精度較低和計(jì)算速度慢的問題。
[0006] 本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種空間矢量脈沖調(diào)制方法，包括：
[0007] 獲取三電平牽引逆變器中每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓；
[0008] 將所述每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓轉(zhuǎn)換到m-n坐標(biāo)系中，得到每種開關(guān) 狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，所述m軸和n軸的夾角為60°;
[0009] 獲取三電平牽引逆變器的參考矢量以及所述參考矢量的作用時(shí)間；
[0010] 根據(jù)所述參考矢量以及每種開關(guān)狀態(tài)在rn-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，確定合成所述參 考矢量所需要的至少三種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量；
[0011] 根據(jù)所述參考矢量、所述參考矢量的作用時(shí)間以及所述至少三種開關(guān)狀態(tài)在m-n 坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，分別確定在所述參考矢量的作用時(shí)間內(nèi)所述至少三種開關(guān)狀態(tài)的作用 時(shí)間。
[0012] 本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種空間矢量脈沖調(diào)制裝置，包括：
[0013] 獲取模塊，用于獲取三電平牽引逆變器中每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓；
[0014] 轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓轉(zhuǎn)換到m-n坐標(biāo)系 中，得到每種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，所述m軸和n軸的夾角為60° ;
[0015] 所述獲取模塊，還用于獲取三電平牽引逆變器的參考矢量以及所述參考矢量的作 用時(shí)間；
[0016] 確定模塊，用于根據(jù)所述參考矢量以及每種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量， 確定合成所述參考矢量所需要的至少三種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量；
[0017] 所述確定模塊，還用于根據(jù)所述參考矢量、所述參考矢量的作用時(shí)間以及所述至 少三種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，分別確定在所述參考矢量的作用時(shí)間內(nèi)所述至 少三種開關(guān)狀態(tài)的作用時(shí)間。
[0018] 本發(fā)明中，通過將三電平牽引逆變器中每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓轉(zhuǎn)換 到m-n坐標(biāo)系中，得到每種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，根據(jù)參考矢量以及每種開關(guān) 狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量,確定合成參考矢量所需要的至少三種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo) 系對應(yīng)的矢量，進(jìn)而根據(jù)參考矢量、參考矢量的作用時(shí)間以及至少三種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐 標(biāo)系對應(yīng)的矢量，分別確定在參考矢量的作用時(shí)間內(nèi)至少三種開關(guān)狀態(tài)的作用時(shí)間，使得 至少三種開關(guān)狀態(tài)的作用時(shí)間的計(jì)算公式與角度的三角函數(shù)無關(guān)，提高了計(jì)算開關(guān)狀態(tài)的 作用時(shí)間的準(zhǔn)確度，從而提高了空間矢量脈沖調(diào)制方法的精度和計(jì)算速度。
【附圖說明】
[0019] 圖1為三電平牽引逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明提供的空間矢量脈沖調(diào)制方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明提供的空間矢量脈沖調(diào)制方法又一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0022] 圖4為a - 3坐標(biāo)系下的空間矢量圖；
[0023] 圖5為m-n坐標(biāo)系下的空間矢量圖；
[0024] 圖6為參考矢量從2號大扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到1號大扇區(qū)的示意圖；
[0025] 圖7為本發(fā)明提供的空間矢量脈沖調(diào)制裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 圖2為本發(fā)明提供的空間矢量脈沖調(diào)制方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖，如圖2所示，包 括：
[0028]201、獲取三電平牽引逆變器中每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓。
[0029] 本發(fā)明提供的空間矢量脈沖調(diào)制方法可以由空間矢量脈沖調(diào)制裝置執(zhí)行，空間矢 量脈沖調(diào)制裝置具體可以為三電平牽引逆變器的控制系統(tǒng)，用于控制三電平牽引逆變器實(shí) 時(shí)輸出電力機(jī)車需要的功率。
[0030] 其中，如圖1所示，三電平牽引逆變器的每個(gè)橋臂上有4個(gè)開關(guān)管和反并聯(lián)二極 管、兩個(gè)箝位二極管。其中，每個(gè)橋臂根據(jù)各自所包括的4個(gè)開關(guān)管的狀態(tài)，分別輸出電壓 VAQ、VM、V?。逆變器直流側(cè)有兩個(gè)直流電容（Cl和C2)，每個(gè)直流電容上的電壓為V d。的一 半。
[0031] 202、將每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓轉(zhuǎn)換到m-n坐標(biāo)系中，得到每種開關(guān) 狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，m軸和n軸的夾角為60°。
[0032] 具體地，步驟202具體可以為：
[0033] 將每種開關(guān)狀態(tài)下各個(gè)橋臂的輸出電壓轉(zhuǎn)換到a坐標(biāo)系中，得到每種開關(guān)狀 態(tài)在a坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量，0軸超前a軸90° ;將每種開關(guān)狀態(tài)在a坐標(biāo)系對應(yīng) 的矢量進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到每種開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量。
[0034] 其中，三電平牽引逆變器中某個(gè)開關(guān)狀態(tài)下三個(gè)橋臂輸出的電壓可以為VAQ、V BQ、 分別可以用圖1中每個(gè)橋臂包括的4個(gè)開關(guān)管的狀態(tài)進(jìn)行表示。
[0035] 當(dāng)三電平牽引逆變器中某個(gè)開關(guān)狀態(tài)下三個(gè)橋臂輸出的電壓分別為VAQ、V BQ、VCQ， 且該開關(guān)狀態(tài)在a坐標(biāo)系對應(yīng)的矢量用（Va，V e)來表示，該開關(guān)狀態(tài)在m-n坐標(biāo)系 對應(yīng)的矢量用（Vm，Vn)來表示時(shí)，將該開關(guān)狀態(tài)下三個(gè)橋臂輸出的電壓V M、VM、V?轉(zhuǎn)換成 a-@坐標(biāo)系中的矢量（Va，Ve)的坐標(biāo)變換公式具體可以為 ：
【主權(quán)項(xiàng)