[发明专利]三电平变频器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三电平变频器控制方法，尤其涉及基于空间矢量脉宽调制算法计算量的简化，属于电力电子应用技术领域，适用于级联式和二极管钳位式拓扑结构的三电平变频器。

背景技术

随着电力电子技术、计算机技术和现代控制理论的发展，多电平变频器正成为功率电源、电机驱动和电力系统变流等应用领域中最为热门的研究方向之一。多电平的变频器输出电平数增多，有利于实现输出电压波形的正弦化，减少谐波分量，降低du/dt和di/dt，从而提高系统运行的可靠性。

实现变频器输出波形正弦化的脉宽调制(简称PWM)控制算法是变频器系统控制的核心算法之一。常用的PWM算法有特定谐波消除法、优化目标函数法、滞环电流控制法、载波调制法以及空间矢量PWM等。空间矢量PWM以其较高的直流电压利用率、低开关频率等优势成为如今变频器主要采用的控制算法。

多电平的空间矢量PWM计算量随着电平数的增多急剧增大，这也限制了多电平变频器的发展。本发明旨在提供一种简化的三电平变频器空间矢量PWM方法，此方法在减少计算量的同时能方便地实现中点电位的调节。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种需要较少计算量的三电平变频器控制方法，将三电平变频器控制方法进行简化，同时利用冗余开关状态实现中点电位的控制。

技术方案：本发明的三电平变频器控制方法包括以下步骤：

a.确定用于控制三电平变频器输出电压的参考电压空间矢量的幅值和相角；

b.根据参考电压空间矢量的幅值|V_ref|和相角θ计算出a、b、c三相参考电压

Va_ref=|Vref|cosθ,Vb_ref=|Vref|cos(23π-θ),Vc_ref=|Vref|cos(23π+θ);]]>

c.三电平电压空间矢量图可视为由六个两电平电压空间矢量构成的小六边形相互叠合而成，判断参考电压矢量所在的位置只需判定参考电压矢量位于的小六边形S，

d.计算参考电压空间矢量所在的三角形顶点电压空间矢量的作用时间；

e.变频器控制脉冲的产生生成由硬件实现，采用TI公司的TMS320F2812实现算法，并由其内部自带的硬件EV单元实现脉冲的生成，将计算所得的作用时间装载入EV单元后，EV自动根据需要产生控制脉冲，

参考电压矢量位于的小六边形S值的计算方法如下：

1)判断三相参考电压的极性，当V_{a_ref}>0时令F_a＝1；当V_{a_ref}＝0时令F_a＝0；当V_{a_ref}<0时令a相符号变量F_a＝-1，同理计算相电压符号变量F_b、F_c，

2)由F_a、F_b、F_c判断S值：