[发明专利]端电压直接合成的两电平逆变器PWM控制方法

说明书

本发明公开了一种上述端电压直接合成的两电平逆变器PWM控制方法，通过获取逆变器主电路的电压空间矢量分布图，构建选定扇区对应的新伏秒平衡原则方程组，根据新伏秒平衡原则方程组求取新伏秒平衡约束下A相的作用时间，B相的作用时间，和C相的作用时间，确定第一时间修正量，根据新伏秒平衡约束下A相的作用时间，B相的作用时间，C相的作用时间，以及第一时间修正量确定等效注入零序电压分量后的三相开关状态作用时间，根据注入零序电压分量后的三相开关状态作用时间确定选定扇区对应的PWM波形，以实现对选定扇区的PWM控制，相应的控制过程得到了有效简化，可以提高PWM的控制效率。

技术领域

本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种端电压直接合成的两电平逆变器PWM控制方法。

背景技术

电压源型逆变器以其较高的性价比获得了广泛的应用，而其相应的PWM控制一直是研究的热点。一般而言，波形质量、开关损耗、直流母线电压利用率等是衡量PWM方法的几个重要指标。为满足这几大指标要求，目前主要的控制方法有以下几类：(1)基于载波的PWM控制方法(Carrier Based PWM,简称CBM)；(2)特定谐波消除PWM(SHEPWM)；(3)模型预测PWM控制(MPC-PWM)。

实质上，现今广泛使用的SVPWM以及SPWM均是CBM下的分支[8]。随着研究的深入，有技术对SPWM与SVPWM之间的关系进行了详细研究，得出了其内在的联系：两者本质上是同类的调制，可通过对SPWM进行零序分量注入得到等效的SVPWM效果。基于此结论，还有资料将零序分量作为控制自由度引入三电平变流器的控制中，用于对中点电位平衡的调节。以此为基础，对于两电平逆变器零矢量时间的分配进行研究，得出了统一空间矢量PWM的实现方法。此外，有些技术将此应用于多相变流器的控制中，应用效果良好。

对于第二类，自SHEPWM被提出以来，非线性超越方程组的求解一直是限制其应用的主要原因之一，有文献提出将SVPWM与SHEPWM相结合，规避复杂的方程求解问题。由于此方法大都面向稳态正弦信号的调制，对于高性能场合应用仍有一定欠缺，故本文不对其进行详细阐述。

近年来，模型预测控制被引入变流器的控制中，取得了良好的控制效果。有文献结合电力电子变流装置开关状态有限的特点，提出了一种有限控制集的模型预测控制(FCS-MPC)，达成了较好的控制效果。针对数字控制的延迟以及旧电压矢量序列预测时间在某些区域小于零的问题，有文献采用新的电压矢量作用序列及预测控制算法，实验结果表明控制效果良好。MPC实现高性能变流器控制的前提是模型参数的准确性。当预测模型参数有偏差时，控制效果将劣化。此外，随着变流器电平数的增多，MPC的运算量将急剧膨胀。这些因素目前是MPC推广的主要瓶颈。

除以上提及的三大主流变流器控制方法外，还存在其他的一些控制方式。如有技术提出的基于电力电子变流器回路状态的电路级解耦控制方法。此方法另辟蹊径，以变流器运行模态特点提出了有效的控制方法，并取得了较好的控制效果。还有技术则采用有别于传统复平面坐标系的60°坐标系以及虚坐标系进行分析计算，目的在于简化传统SVPWM的计算量，提高运算速度。

此外，在中高压大功率场合，功率半导体器件的开关速度较慢，往往产生窄脉冲的问题。有文献提出了相应的窄脉冲补偿方案，效果良好。传统方案虽然在一定程度上解决了相关脉冲的调节控制问题，然而在控制过程中往往具有较高的复杂度，容易影响相应的控制效率。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种端电压直接合成的两电平逆变器PWM控制方法。

为实现本发明的目的，提供一种端电压直接合成的两电平逆变器PWM控制方法，包括如下步骤：

S10，获取逆变器主电路对应的电压空间矢量分布图，确定电压空间矢量分布图中的选定扇区；