[发明专利]一种三角形连接级联H桥逆变器的空间矢量调制方法

摘要

本发明公开了一种三角形连接级联H桥逆变器的空间矢量调制方法，针对空间矢量调制算法随着级联单元增加，基本矢量大大增加，存在大量的冗余开关状态矢量，开关状态矢量的选择及其作用时间计算极为复杂等问题，本发明基于α'‑β'坐标，利用星形连接级联多电平逆变器基本矢量的横坐标、纵坐标、横坐标与纵坐标之和分别对应三相逆变器的三个线电压矢量，以及星形连接三相逆变器的相电压与线电压的关系，直接采用星形连接方式下合成相电压参考矢量的基本矢量作为三角形连接方式下线电压的控制信号，该方法不需要计算基本矢量对应各相的开关状态信号，不需要计算大量的冗余开关状态矢量，大大简化了级联多电平逆变器空间矢量调制方法。

主权项

1.一种三角形连接级联H桥逆变器的空间矢量调制方法，其特征在于，在α'‑β'坐标系下，建立三角形轨迹模型，所述的三角形轨迹模型是指三角形连接方式下2n个H桥级联的多电平逆变器输出电压空间矢量轨迹模型，由下式表征：其中，α'‑β'坐标系中的基本矢量的表达式为：式中，a,b和c分别表示开关状态矢量(a,b,c)的三个分量；m表示三角形连接方式线电压调制系数；基于三角形轨迹模型对三角形连接级联H桥逆变器实施空间矢量调制；将三角形轨迹模型等效为星型轨迹模型，如下：m'表示星形连接方式相电压调制系数，有星型轨迹模型是指星形连接方式下n个H桥级联的多电平逆变器输出电压空间矢量轨迹模型；根据三角形轨迹模型与星型轨迹模型的等效关系，故基于星型轨迹模型实现对三角形连接级联H桥逆变器实施空间矢量调制；对星形连接级联H桥多电平逆变器输出参考电压空间矢量轨迹模型进行采样，计算最靠近采样参考矢量V_r(α_pr',β_pr')的三个基本矢量，并把这三个基本矢量作为等效基本矢量，利用伏秒平衡原理计算合成采样参考矢量的等效基本矢量作用时间，直接利用基本矢量作为三角形连接级联H桥逆变器各相的控制信号；其中，V_r(α_pr',β_pr')中的V_r表示采样参考矢量名，(α_pr',β_pr')表示参考矢量的坐标；计算最靠近采样参考矢量的基本矢量的方法为：分别对采样参考矢量V_r的坐标分量进行取整得基本矢量V₀(α₀',β₀')，其中：α₀'＝floor(α_pr')，β₀'＝floor(β_pr')；floor(*)为向下取整函数；基本矢量包括V₀(α₀',β₀')、V₁(α₀'+1,β₀')、V₂(α₀',β₀'+1)，V₃(α₀'+1,β₀'+1)；第一种情况：当(α_pr'‑α₀')+(β_pr'‑β₀')≤1时，用基本矢量V₀、V₁、V₂分时制合成采样参考矢量V_r；第二种情况：当(α_pr'‑α₀')+(β_pr'‑β₀')>1时，用基本矢量V₃、V₁、V₂分时制合成采样参考矢量V_r；第一种情况：当利用V₀、V₁、V₂分时制合成采样参考矢量V_r时：(1)在基本矢量V₀作用时间段，即用‑β₀'、α₀'+β₀'、‑α₀'分别作为三角形连接级联H桥逆变器AB相、BC相、CA相的控制信号；(2)在基本矢量V₁作用时间段，即用‑β₀'、α₀'+β₀'+1、‑(α₀'+1)分别作为三角形连接级联H桥逆变器AB相、BC相、CA相的控制信号；(3)在基本矢量V₂作用时间段，即用‑(β₀'+1)、α₀'+β₀'+1、‑α₀'分别作为三角形连接级联H桥逆变器AB相、BC相、CA相的控制信号；第二种情况：当利用V₃、V₁、V₂分时制合成采样参考矢量V_r时：(1)在基本矢量V₃作用时间段，即用‑(β₀'+1)、α₀'+β₀'+2、‑(α₀'+1)分别作为三角形连接级联H桥逆变器AB相、BC相、CA相的控制信号；(2)在基本矢量V₁作用时间段，即用‑β₀'、α₀'+β₀'+1、‑(α₀'+1)分别作为三角形连接级联H桥逆变器AB相、BC相、CA相的控制信号；(3)在基本矢量V₂作用时间段，即用‑(β₀'+1)、α₀'+β₀'+1、‑α₀'分别作为三角形连接级联H桥逆变器AB相、BC相、CA相的控制信号。