[发明专利]五电平SVPWM控制器

权利要求书

1.五电平SVPWM控制器，其特征是包括：扇区判别模块、扇区归一模块、 新坐标计算模块、区域判别模块、作用时间计算模块、脉冲时间段选择模块、 开关状态生成模块、触发脉冲生成模块；

所述扇区判别模块根据两相直角静止坐标系下的参考电压矢量u_α^*、u_β^*判断 合成参考电压空间矢量位于6个扇区中的哪一个；根据6个扇区的对称性，采 用所述扇区归一模块对参考电压矢量进行位置归一化旋转得到u_α1^*、u_β1^*，使u_α1^*、 u_β1^*位于第一扇区；所述的新坐标计算模块，采用X1-X2-X3坐标系，对u_α1^*、u_β1^*进行坐标计算，计算出u_α1^*、u_β1^*的合成参考电压空间矢量u^*相对于X1-X2-X3 三个坐标轴的距离；所述区域判别模块根据合成参考电压空间矢量u^*相对于 X1-X2-X3三个坐标轴的距离，判断合成参考电压空间矢量u^*位于16个小三角 形区域中的哪一个；合成参考电压空间矢量u^*由其所处的三角形区域的三个顶 点所对应的三个基本电压空间矢量作用合成，所述作用时间计算模块则根据区 域值及参考电压矢量u_α1^*、u_β1^*计算三个基本电压空间矢量的作用时间；五电平 SVPWM一个脉冲波形由25个时间段构成，不同区域内的不同时间段所对应的 逆变器三个桥臂的开关状态不一样，所述脉冲时间段选择模块则计算当前时刻 处于哪一个时间段；所述开关状态生成模块根据时间段、扇区号、区域号决定 逆变器三个桥臂的开关状态；所述触发脉冲生成模块根据逆变器三个桥臂的开 关状态输出12路触发脉冲，生成的12路触发脉冲可以送给外围驱动电路生成 24路互补带死区延时的脉冲，分别接到二极管箝位式五电平逆变器的24个开关 管的触发端；

所述X1-X2-X3坐标系是指，X1轴与两相静止坐标系的α轴重合，X2轴为 α轴逆时钟旋转60°，X3轴为X2轴逆时钟旋转60°。

2.如权利要求1所述五电平SVPWM控制器，其特征是所述新坐标计算模 块采用2-2-3结构的神经网络实现，神经网络隐含层与输入层的权值为[1，0； 1/2，]，阈值为[0；0]；输出层与隐含层的权值为[]，阈值为[0；0；0]，所有节点的激活函数都为线性函数；所述神经 网络的输出除以并向上取整，得到包含区域信息的3个整数，作为所述 区域判别模块的输入信号。

3.如权利要求1所述五电平SVPWM控制器，其特征是所述区域判别模块 采用3-5-1结构的BP神经网络实现，所述BP神经网络的输入为合成参考电压 空间矢量u^*相对于所述X1-X2-X3三个坐标轴的距离除以并向上取整后 得到的3个整数；所述神经网络的权值和阈值由离线训练得到，训练样本为16 对数据，对应16个小三角形区域。

4.如权利要求1所述五电平SVPWM控制器，其特征是所述扇区判别模块、 扇区归一模块、新坐标计算模块、区域判别模块、作用时间计算模块、脉冲时 间段选择模块、开关状态生成模块和触发脉冲生成模块均在FPGA芯片 EP1C6T144C上实现，EP1C6T144C上的输入量为两相静止坐标系下的参考电压 u_α^*、u_β^*所对应的两个16位的数字量，输出为12路PWM脉冲波形，输入、输 出信号共占用EP1C6T144C的44个引脚。