[发明专利]一种三电平逆变器的虚拟空间矢量脉宽调制方法

摘要

一种三电平逆变器的虚拟空间矢量脉宽调制方法，涉及三电平逆变器开关方法，分别求取两相静止坐标系下电压矢量角度在不同范围值时的调节三相电压需要调节的占空比，根据电压矢量角度的不同对三相电压的占空比进行相应的调节。本发明具有能够降低负载电机开关噪声并保持中点电位平衡的优点。

主权项

1.一种三电平逆变器的虚拟空间矢量脉宽调制策略，其特征在于包括如下步骤：A、当两相静止坐标系下电压矢量角度θ∈[0°，60°)时策略如下：(1)选择ONN或PPO为需要调节的电压矢量，并确定共模电压调节量： Δ d = - min ( d a o , d b n r 1 , d c n r ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) < 0 min ( d a p , d b p r 1 , d c o r ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) > 0 , | i a | ≥ | i c | ]]> Δ d = - min ( d a o , d b n r 1 , d c n r ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) > 0 min ( d a p , d b p r 1 , d c o r ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i a | < | i c | ]]>系数r和r1的表达式为： r 1 = U d c / ( U d c - U n p ) r = U n p / ( U d c - U n p ) ]]>(2)考虑中点电位的不平衡计算三相需要调节的占空比Δda,Δdb和Δdc： Δd a = Δ d Δd b = Δ d / r 1 Δd c = Δ d / r ]]>(3)调节三相占空比： d a p 1 = d a p - Δd a d a n 1 = d a n d b p 1 = d b p - Δd b d b n 1 = d b n + Δd b d c p 1 = d c p d c n 1 = d c n + Δd c ]]>B、当两相静止坐标系下电压矢量角度θ∈[60°，120°)时策略如下：(1)选择NON或PPO为需要调节的电压矢量，并确定共模电压调节量： Δ d = min ( d a n r 1 , d b o , d c n r ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) ≥ 0 - min ( d a p r 1 , d b p , d c o r ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i c | ≥ | i b | ]]> Δ d = - min ( d a p r 1 , d b p , d c o r ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) > 0 min ( d a n r 1 , d b o , d c n r ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i c | < | i b | ]]>系数r和r1的表达式为： r 1 = U d c / ( U d c - U n p ) r = U n p / ( U d c - U n p ) ]]>(2)考虑中点电位的不平衡计算三相需要调节的占空比Δda,Δdb和Δdc： Δd a = Δ d / r 1 Δd b = Δ d Δd c = Δ d / r ]]>(3)调节三相占空比： d a p 1 = d a p + Δd a d a n 1 = d a n - Δd a d b p 1 = d b p + Δd b d b n 1 = d b n d c p 1 = d c p d c n 1 = d c n - Δd c ]]>C、当两相静止坐标系下电压矢量角度θ∈[120°，180°)时策略如下：(1)选择OPP或NON为需要调节的电压矢量，并确定共模电压调节量： Δ d = min ( d a o r , d b p , d c p r 1 ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) ≥ 0 - min ( d a n r , d b o , d c n r 1 ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i b | ≥ | i a | ]]> Δ d = - min ( d a n r , d b o , d c n r 1 ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) > 0 min ( d a o r , d b p , d c p r 1 ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i b | < | i a | ]]>系数r和r1的表达式为： r 1 = U d c / ( U d c - U n p ) r = U n p / ( U d c - U n p ) ]]>(2)考虑中点电位的不平衡计算三相需要调节的占空比Δda,Δdb和Δdc： Δd a = Δ d / r Δd b = Δ d Δd c = Δ d / r 1 ]]>(3)调节三相占空比： d a p 1 = d a p d a n 1 = d a n + Δd a d b p 1 = d b p - Δd b d b n 1 = d b n d c p 1 = d c p - Δd c d c n 1 = d c n + Δd c ]]>D、当两相静止坐标系下电压矢量角度θ∈[180°，240°)时策略如下：(1)选择OPP或NNO为需要调节的电压矢量，并确定共模电压调节量： Δ d = min ( d a o r , d b p r 1 , d c p ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) ≥ 0 - min ( d a n r , d b n r 1 , d c o ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i c | ≥ | i a | ]]> Δ d = - min ( d a n r , d b n r 1 , d c o ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) > 0 min ( d a o r , d b p r 1 , d c p ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i c | < | i a | ]]>系数r和r1的表达式为： r 1 = U d c / ( U d c - U n p ) r = U n p / ( U d c - U n p ) ]]>(2)考虑中点电位的不平衡计算三相需要调节的占空比Δda,Δdb和Δdc： Δd a = Δ d / r Δd b = Δ d / r 1 Δd c = Δ d ]]>(3)调节三相占空比： d a p 1 = d a p d a n 1 = d a n + Δd a d b p 1 = d b p - Δd b d b n 1 = d b n + Δd b d c p 1 = d c p - Δd c d c n 1 = d c n ]]>E、当两相静止坐标系下电压矢量角度θ∈[240°，300°)时策略如下：(1)选择POP或NNO为需要调节的电压矢量，并确定共模电压调节量： Δ d = min ( d a p r 1 , d b o r , d c p ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) ≥ 0 - min ( d a n r 1 , d b n r , d c o ) s i g n ( i c ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i c | ≥ | i b | ]]> Δ d = - min ( d a n r 1 , d b n r , d c o ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) > 0 min ( d a p r 1 , d b o r , d c p ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i c | < | i b | ]]>系数r和r1的表达式为： r 1 = U d c / ( U d c - U n p ) r = U n p / ( U d c - U n p ) ]]>(2)考虑中点电位的不平衡计算三相需要调节的占空比Δda,Δdb和Δdc： Δd a = Δ d / r 1 Δd b = Δ d / r Δd c = Δ d ]]>(3)调节三相占空比： d a p 1 = d a p - Δd a d a n 1 = d a n + Δd a d b p 1 = d b p d b n 1 = d b n + Δd b d c p 1 = d c p - Δd c d c n 1 = d c n ]]>F、当两相静止坐标系下电压矢量角度θ∈[300°，360°)时策略如下：(1)选择POP或ONN为需要调节的电压矢量，并确定共模电压调节量： Δ d = min ( d a o , d b n r , d c n r 1 ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) ≥ 0 - min ( d a p , d b o r , d c p r 1 ) s i g n ( i b ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i b | ≥ | i a | ]]> Δ d = - min ( d a p , d b o r , d c p r 1 ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) > 0 min ( d a o , d b n r , d c n r 1 ) s i g n ( i a ( U n p - U r e f ) ) < 0 , | i b | < | i a | ]]>系数r和r1的表达式为： r 1 = U d c / ( U d c - U n p ) r = U n p / ( U d c - U n p ) ]]>(2)考虑中点电位的不平衡计算三相需要调节的占空比Δda,Δdb和Δdc： Δd a = Δ d Δd b = Δ d / r Δd c = Δ d / r 1 ]]>(3)调节三相占空比： d a p 1 = d a p - Δd a d a n 1 = d a n d b p 1 = d b p d b n 1 = d b n + Δd b d c p 1 = d c p - Δd c d c n 1 = d c n + Δd c ]]>上述表达式中Uref为参考中点电压，其表达式如下： U r e f = U d c / 2 + T n p U n p < U d c / 2 - T n p U d c / 2 - T n p U n p > U d c / 2 + T n p ]]>式中Uref——参考中点电压；dis——i相(A,B,C)状态s(P,O,N)的占空比；Unp——实际中点电压；ia——A相电流；ic——C相电流；Udc——直流母线电压；dis1——调节后的i相(A,B,C)状态s(P,O,N)占空比；Tnp——允许的中点电压波动阈值。