[发明专利]一种三相六开关三电平逆变器耦合电感电流纹波优化方法

说明书

本发明公开了一种三相六开关三电平逆变器耦合电感电流纹波优化方法，包括如下步骤：S1、确认三相六开关三电平逆变器系统的各项参数；S2、将三相六开关三电平逆变器空间矢量原理图分成6个扇区，根据参考电压矢量V_ref的角位移θ判断其所在扇区，同时确定不同的空间电压矢量所对应的开关的通断情况；S3、安排矢量次序，利用两个中矢量和一个大矢量合成参考矢量的原则，选择一种最优的矢量次序。

技术领域

本发明涉及逆变器调节优化技术领域，具体为一种三相六开关三电平逆变器耦合电感电流纹波优化方法。

背景技术

相对于单相非隔离型逆变器，三相隔离型逆变器能应用在大功率场合，具有体积小、成本低和效率高等特点，且不会引起电网电压不平衡。传统的三相三电平逆变器，例如二极管钳位型拓扑、飞跨电容钳位型拓扑和级联型拓扑等，需要的开关器件较多，调制策略复杂，效率较低，且桥臂存在直通过流风险。三相六开关三电平逆变器能利用较少开关管实现输出电压三电平，同时拓扑中的耦合电感还具有一定的辅助滤波作用，降低滤波电感感值；此外该拓扑允许桥臂直通现象，避免过流风险。但是，拓扑中存在耦合电感电流纹波问题，纹波过大不仅会增加电感损耗，同时也会增加输出电压电流波形的谐波含量，降低系统效率。所以，降低耦合电感电流纹波问题对于拓扑的优化运行有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相六开关三电平逆变器耦合电感电流纹波优化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三相六开关三电平逆变器耦合电感电流纹波优化方法，包括如下步骤：

S1、确认三相六开关三电平逆变器系统的各项参数；

S2、将三相六开关三电平逆变器空间矢量原理图分成6个扇区，根据参考电压矢量V_ref的角位移θ判断其所在扇区，同时确定不同的空间电压矢量所对应的开关的通断情况；

S3、安排矢量次序，利用两个中矢量和一个大矢量合成参考矢量的原则，选择一种最优的矢量次序。

优选的，所述步骤S1中，三相六开关三电平逆变器系统的参数包括但不限于逆变器直流输入电压幅值U_dc、调制度m、参考电压V_ref角位移θ。

优选的，所述调制度m与矢量作用时间的关系为：其中θ的取值范围为(-π/6,π/6)，T_n、T_n+1、T_m分别为两个邻近中矢量和大矢量的作用时间，T_s为开关周期。

优选的，系统中引入一个高低电平交替的P信号，其频率为开关频率的2倍，当P信号高电平时，给耦合电感充电；当P信号为低电平时，给耦合电感放电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用大矢量和中矢量合成参考矢量的方法，提出一种优化的调制方案，并介绍了相应的实现方法；这种提出的调制方法能有效优化耦合电感的电流纹波，同时相对于传统的载波调制，本发明的电压利用率也得到提高。

附图说明

图1为本发明三相六开关三电平逆变器的电路原理图；

图2为本发明三相六开关三电平逆变器空间矢量原理图；

图3为本发明三相六开关三电平逆变器空间矢量原理图(以第1扇区为例)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。