Vienna整流器(三)--简化两电平SVM调制方法

首先我们先来看一下最近三矢量NTV法和简化两电平SVM法扇区划分的比较，见下图：

               最近NTV法                                 简化两电平法

为了能够保证参考矢量在同一个扇区内可以使用相同的空间矢量，避免输入电流方向在一个扇区内发生变化，就需要将最近三矢量法的扇区划分顺时针旋转30°来得到新的扇区划分。

我们以第I扇区来看，此时有Ua＞0，Ub＜0，Uc＜0，当忽略滤波电感的影响时，可认为参考矢量与输入电流同相位，即ia＞0、ib＜0、ic＜0，则A相能输出的电平为正和零，B和C相能输出的电平为负和零。可知在第I扇区内每相输出的电平数为2个，故该扇区内部有2³个矢量，即Vs1+(poo)和Vs1-(onn)、Vs6-(ono)和Vs2-(oon)、V0(ooo)和VL1(pnn)、VM1(pon)和VM6(pno)。

            三电平矢量                                两电平等效矢量

由这8个矢量和其边界点构成一个六边形，如上左图。将这些矢量减去对应扇区的小矢量Vs1+(poo)和Vs1-(onn)，得到相应的矢量V'1~V'6和V'0，如上右图。新的矢量构成了一个以小矢量的端点为中心的正六边形，细分的话可以分为六个子扇区(A\B\C\D\E\F区)。

鉴于两电平SVM在扇区判断和计算矢量作用时间上的简便，所以我们可以借用两电平调制的原则进行一下等效处理。当参考矢量Vref位于上左图所示位置的时候，经过矢量变换，也就是减去短矢量之后可以得到上右图所示位于A区的参考矢量V'ref，此时依据两电平SVM调制的原则，将V'1、V'2和V'0作为合成V'ref的基本矢量，由伏秒平衡可知：

其中，Ts为开关周期，T1、T2、T0分别为矢量V'1、V'2和V'0的作用时间。

根据原矢量和变换后矢量的关系，用原矢量代入上式，再根据矢量配置的简便性和中点电压平衡控制来确定。

以第I扇区A子扇区为例来介绍一下各矢量作用时间的计算过程。取新的参考矢量V'ref再坐标轴α'和β'的投影Vα'和Vβ'，则

可以得到对应矢量的作用时间，为

当新参考矢量V'ref不在I-A子扇区内，我们可以通过旋转矢量ejφ，将其旋转至I-A扇区，再以上式来计算作用时间。矢量旋转公式如下，i=1，2.....，5，其中当参考矢量位于I-B时i=1，位于I-C时i=2，以此类推。

下图是∥扇区旋转至I扇区的图：

对于SVM来说，每个扇区都会有小矢量参与合成目标矢量，同时矢量顺序的配置需要满足以下原则：

①矢量每次切换时仅有一个开关动作，也就是说仅有一相状态变化；

②矢量的作用顺序对称配置；

③将小矢量安排再整个序列的首末和中间位置。

总之，矢量安排的一般顺序为：小矢量--其他矢量--小矢量--其他矢量--小矢量，小矢量有两种选择即Vs+和Vs-，则根据矢量选择结果、作用时间和配置顺序可以得到三相驱动信号的波形和占空比的大小。

大家可以看看下面的第I扇区矢量配置顺序：

可以看出，该子扇区内各矢量VL1、VM1、Vs1+和Vs1-作用时间分别为T1、T2、Tp和T0-Tp，那么我们可以得到各相占空比：

值得注意的是，当目标矢量处于不同扇区的时候，驱动信号的形式和占空比的表达式都是不相同的。