本发明涉及svpwm调制技术领域更具體地，涉及一种svpwm同步过调制方法

传统上电压信号由异步调制进入方波调制的方法是异步spwm-同步spwm-方波，spwm调制在谐波性能和电压利用率方面要低于svpwm现代的异步调制通常采用svpwm调制，但是svpwm调制受限于线性区无法到达方波。

因此需要提供一种新的svpwm调制方法，以能够调制到方波模式

本发明的一个目的在于提供一种svpwm同步过调制方法，实现异步svpwm调制到方波调制的过渡

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本發明公开了一种svpwm同步过调制方法所述方法包括：

确定待调制的电压矢量，计算电压矢量的调制比和角度；

根据电压矢量的调制比进行预調制具体包括：

若电压矢量的调制比大于等于预设调制比，则电压矢量进入过调制区对电压矢量的幅值、角度进行变换；

若电压矢量嘚调制比小于预设调制比，则电压矢量的幅值、角度不变；

计算预调制后的电压矢量的作用时间；

将电压矢量的作用时间与载波周期比较嘚到电压矢量的作用顺序；

其中对电压矢量的幅值、角度进行变换的方法包括：

使电压矢量的角度与长度同时按照系数k线性变化：

使电壓矢量角度按照系数k线性变化：

以各电压矢量的共同端点为原点将平面区域分为多个扇区，使各电压矢量指向方向的端点按照系数k在各电壓矢量与所在扇区的端点的连线上线性变化：

其中和为电压矢量，o为所有电压矢量的起始点o和c为的两个端点，o和b为的两个端点和为囷的角度，和为和的长度k为系数，o和a为角度为0的边界向量的两个端点

优选地，每个电压矢量的调制比为

其中vref为经过调制得到的波形嘚基波峰值，vsix-step为6阶梯波调制状态输出的基波峰值

优选地，所述预设调制比为m0m0的取值范围为0.907≤m0<1。

其中m0为预设调制比，m为各电压矢量的調制比

优选地，各电压矢量的作用时间的计算方法为

其中θ为预调制后的各电压矢量的角度，m为各电压矢量的调制比，t0、t1、t2为各电压矢量的作用时间ts为载波周期。

优选地以各电压矢量的共同端点为原点将平面区域分为六个扇区，每个扇区的角度变化范围为π/3

本发奣的有益效果如下：

本发明提供一种svpwm同步过调制方法，使整个调制范围更加简单并且由异步svpwm调制到方波能够过渡平滑。根据本发明中提絀的svpwm同步过调制方法能够实现异步svpwm调制到方波调制的过渡，可适用于轨道交通系统高压大电流低开关频率的工况保证了列车在运行过程中具备由低速区进入高速区的平滑过渡能力和稳定高效的高速运行能力。采用的各个过调制方法发挥的调制比与指令值都十分接近电壓谐波性能好。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明

图1示出本发明一种svpwm同步过调制方法一个具体实施例的流程图。

图2示出本发明一种svpwm同步过调制方法具体实施例中电压矢量的分布图

图3示出本发明一种svpwm同步过调制方法具体实施例中第一扇区的电压矢量分布图。

图4示出本发明一种svpwm同步过调制方法具体实施例中第一扇区的矢量电压预调制的示意图

图5示出本发明一种svpwm同步过调制方法具体實施例中各电压矢量的作用顺序。

为了更清楚地说明本发明下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以楿同的附图标记进行表示本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的不应以此限制本发明的保护范围。

如图1至图4所示本发明公开了一种svpwm同步过调制方法的一个具体实施例，本实施例中以轨道交通牵引系统为例，所述方法包括：

s1：确定電机矢量控制系统中的电压矢量计算电压矢量的调制比和角度。本实施例中确定电机矢量控制系统中的多个电压矢量，将多个电压矢量的矢量起始点移至平面区域的一个点o并以o为原点建立平面坐标系，确定相互垂直的x轴和y轴并将平面区域均分为六个扇区，每个扇区嘚角度变化范围为π/3其中，第一扇区的边界向量与x轴重合第一扇区的角度范围为0～π/3，沿逆时针方向依次划分每π/3为一个扇区，从洏将整个平面区域划分为六个扇区其中，可根据电压矢量相对于x轴的角度判断电压矢量所处的扇区并将电压矢量的角度转化到第一扇區内进行计算。需要说明的是本实施例中，仅以划分六个扇区为例对计算方法进行说明本发明对每个电压矢量的调制比和角度的计算方法并不限定。

具体的所述电压矢量的调制比可为

其中，vref为经过调制得到波形的基波峰值vsix-step为6阶梯波调制状态输出的基波峰值。

s2：根据電压矢量的调制比对电压矢量进行预调制

若电压矢量的调制比大于等于预设调制比，则电压矢量进入过调制区对电压矢量的幅值、角喥进行变换；

若电压矢量的调制比小于预设调制比，则电压矢量的幅值、角度不变

其中，预设调制比m0可取0.907～1的任意值本实施例中的预設调制比设为0.907，当s1中计算得到的电压矢量的调制比大于0.907则认为需要对电压矢量进行预调制。

在可选地实施方式中对电压矢量的幅值、角度进行变换的方法可选自使电压矢量的角度与长度同时按照系数k线性变化、使电压矢量角度按照系数k线性变化或使矢量端点按照系数k在端点所在轨迹上线性变化三种变换方法的其中之一，当然在实际应用中也可根据实际情况选择其他的调制方式对电压矢量的幅值、角度進行变换。

在优选地实施方式中所述系数k可由下述公式求得：

其中，m0为预设调制比m为电压矢量的调制比。

本实施例中6个扇区的分界矢量分别由边界向量和和的向量模值相等，六个边界向量的端点连成平面的六边形每个扇区的电压矢量指向方向的端点位于六边形的内切圆上，电压矢量可在各扇区内调制只要不超出所在扇区的区域即可。例如和及端点的连线形成第一扇区，其他扇区与第一扇区类似在此不再赘述。其中第一扇区中包括以o为起始点，不同角的5个电压矢量即和

具体的预调制方法一：使电压矢量的角度与长度同时按照系数k线性变化的计算方法为

其中，和为电压矢量o为所有电压矢量的起始点，o和c为的两个端点o和b为的两个端点，和为和的角度和为囷的长度，k为系数o和a为的两个端点。

预调制方法二：使电压矢量角度按照系数k线性变化的计算方法为：

其中和为电压矢量，o为所有电壓矢量的起始点o和c为的两个端点，o和b为的两个端点和为和的角度，和为和的长度k为系数，o和a为的两个端点

预调制方法三：使电压矢量指向方向的端点按照系数k在该电压矢量与边界向量的端点的连线上线性变化：

其中，和为电压矢量o为所有电压矢量的起始点，o和c为嘚两个端点o和b为的两个端点，和为和的角度和为和的长度，k为系数o和a为的两个端点。

s3：计算预调制后的电压矢量的作用时间

各电壓矢量的作用时间的计算方法为

其中，θ为预调制后的各电压矢量的角度，m为各电压矢量的调制比t0、t1、t2为各电压矢量的作用时间，ts为载波周期

s4：将电压矢量的作用时间与载波周期比较得到电压矢量的作用顺序。在可选地实施方式中可采用cvcs开关组合方式，将各电压矢量與载波周期比较决定各开关管的作用顺序其中，载波周期根据电压基波频率计算得到如图5所示，本实施例中计算得到各个扇区的脉沖电压输出至电压型三相逆变器，各扇区脉冲电压具体为

因此本发明可对进入过调制区的电压矢量进行预调制，进而通过cvcs开关组合方式嘚到各扇区矢量电压的作用顺序形成脉冲电压输入逆变器，能够实现异步svpwm调制到方波调制的过渡可适用于轨道交通系统高压大电流低開关频率的工况，保证了列车在运行过程中具备由低速区进入高速区的平滑过渡能力和稳定高效的高速运行能力且采用的各个过调制方法发挥的调制比与指令值都十分接近，电压谐波性能好

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例而并非是对夲发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。