[发明专利]基于开关状态的三电平逆变器输出电压重构方法

说明书

本发明涉及三电平逆变器输出电压重构技术领域，且公开了基于开关状态的三电平逆变器输出电压重构方法，其特征在于，将三电平逆变器的三个桥臂分别定义为a、b和c，三个桥臂分别对应的开关状态依次为S_a、S_b和S_c，S_a对应有S_a1、S_a2、S_a3、S_a4，S_b对应有S_b1、S_b2、S_b3、S_b4，S_c对应有S_c1、S_c2、S_c3、S_c4。该基于开关状态的三电平逆变器输出电压重构方法，检测三电平逆变器的当前直流母线电压和检测三电平逆变器当前三个桥臂各个开关的开启闭合状态，即可通过公式得出逆变器三相交流输出电压的具体电压数值，相较于基于三电平PWM调制算法的逆变换得出的电压数值，本方案中计算出的数值更加准确更加贴合真实电压。

技术领域

本发明涉及三电平逆变器输出电压重构技术领域，具体为基于开关状态的三电平逆变器输出电压重构方法。

背景技术

三电平逆变器输出电压包含较小的谐波分量，脉动转矩降低；三电平逆变器中的开关器件所承受的电压低；与高电压的开关器件相比，低电压的开关器件成本低了很多，使得三电平的逆变器总体成本降低很多。由于以上优点，三电平逆变器得到了广泛地应用。

在三相交流电机的无速度传感器磁场定向的矢量控制系统中,准确地观测和运算出转子磁通矢量的位系统中,准确地观测和运算出转子磁通矢量的位置和幅值是矢量控制的关键。进行转子磁链观测和电机转速估计,都需要用到逆变器的输出相电压。另外,进行电机参数辨识和测量时,逆变器输出电压的准确获得也是不可或缺的。

现有常用的电压重构方法有基于三电平PWM调制算法的逆变换、针对特定的三电平调制算法提出特定三电平逆变器输出电压重构方法和通过测试三电平输出电压波形对输出电压进行重构。但是，这只是PWM调制算法的逆变换，无法得到逆变器输出的真实电压，针对特定的三电平调制算法提出特定三电平逆变器输出电压重构方法只适用特定的三电平调制算法，得不到广泛地应用，通过测试三电平输出电压波形对输出电压进行重构必须有硬件支撑，成本高，具体到细微处无法准确判断。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了基于开关状态的三电平逆变器输出电压重构方法，具备成本低、适用范围广等优点，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于开关状态的三电平逆变器输出电压重构方法，将三电平逆变器的三个桥臂分别定义为a、b和c，三个桥臂分别对应的开关状态依次为S_a、S_b和S_c，S_a对应有S_a1、S_a2、S_a3、S_a4， S_b对应有S_b1、S_b2、S_b3、S_b4，S_c对应有S_c1、S_c2、S_c3、S_c4，三电平逆变器某一时刻的其a、b、c三相均对应有不同的电平，其关系如图1所示，从图中可得知，只需确定三电平逆变器在一个周期内开关状态所持续的时间即可确定a、b、c三相此时对应的S_a、S_b和S_c的状态，由此可定义三电平逆变器的开关状态如式(1)