[发明专利]三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三电平四桥臂变流器空间矢量调制策略，特别涉及一种基于参考电压分解的三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法。

背景技术

三电平四桥臂变流器通过第四桥臂对中线进行单独控制，其控制方式灵活，并且补偿不平衡电流能力更强，尤其在电压等级较高或对补偿效果要求较高的场合，三电平四桥臂变流器具有更好的补偿效果。空间矢量脉宽调制(SVPWM)是电压源变流器常用的调制策略，其直流侧电压利用率高，输出谐波少，易于数字化实现。

由于三电平四桥臂变流器的三相负载不平衡，使得参考矢量分布在三维空间，因此应用于三电平四桥臂变流器的SVPWM为三维SVPWM(3D-SVPWM)，并且，由于三电平四桥臂变流器主电路开关状态多，因此SVPWM调制过程复杂。

相关技术中，三电平四桥臂变流器的SVPWM是在αβγ坐标系下进行，首先判断参考矢量在αβ平面上的三角区域，然后将平面位置延伸至空间，每个三棱柱被六个平面切割成七个四面体，最后根据参考矢量所在四面体确定合成参考矢量的基矢量，并由伏秒平衡原理计算其作用时间。由于调制过程中涉及三角函数和根号运算，因此影响计算精度，并且计算过程繁琐，计算量大，占用控制器资源多，影响控制的实时性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，能够有效解决传统空间矢量脉宽调制策略计算量大，计算精度低，实时性差的问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提出了一种三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，包括以下步骤：S1，对所述三电平四桥臂变流器的三相参考电压v_af、v_bf、v_cf进行坐标转换以获得abcγ坐标系下的坐标(v_a,v_b,v_c,v_γ)，并根据所述坐标(v_a,v_b,v_c,v_γ)的坐标分量v_a、v_b、v_c判定参考矢量所处的大区域和三角区域；S2，根据所述参考矢量所处的大区域和三角区域获取界定平面函数，并根据所述界定平面函数确定起始矢量；S3，根据所述起始矢量对所述三相参考电压v_af、v_bf、v_cf进行修正，以获得三相参考电压修正值v_af′、v_bf′、v_cf′；S4，对所述三相参考电压修正值v_af′、v_bf′、v_cf′进行线性运算，以获得六个中间变量x、y、z、s、q、w，并根据所述六个中间变量x、y、z、s、q、w中的任意三个中间变量计算基矢量V₁、V₂、V₃的作用时间t₁、t₂、t₃；S5，根据所述作用时间t₁、t₂、t₃对所述三电平四桥臂变流器中的开关器件进行控制。

根据本发明的一个实施例，通过以下公式对所述三相参考电压v_af、v_bf、v_cf进行坐标变换：

其中，v_a、v_b、v_c、v_γ为所述坐标(v_a,v_b,v_c,v_γ)的坐标分量，v_af、v_bf、v_cf为所述三相参考电压。