[发明专利]基于α’-β’坐标的星形级联逆变器空间矢量调制方法

摘要

本发明公开了一种基于α'‑β'坐标的星形级联逆变器空间矢量调制方法，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'坐标系，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，采用n个H桥级联的逆变器输出的线电压信号直接控制2n个H桥级联的逆变器的相电压。该方法不需要计算基本矢量对应各相的开关状态信号，不存在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

1.一种基于α'‑β'坐标的星形级联逆变器空间矢量调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立α'‑β'坐标系；α'‑β'坐标上基本矢量的表达式为：α'和β'分别表示α'‑β'坐标系中基本矢量对应的坐标值；a,b,c分别表示开关状态矢量(a,b,c)的三个分量；步骤二：在α'‑β'坐标系下，建立被控星形连接方式下2n个H桥级联的多电平逆变器输出相电压空间矢量轨迹模型为：式中，α_pr'和β_pr'分别表示α'‑β'坐标系中被控星形连接方式逆变器采样参考矢量的坐标值，m表示第一相电压调制系数；所述的星形连接方式下2n个H桥级联的多电平逆变器中，每一相由2n个H桥级联；且三相星形连接；步骤三：在α'‑β'坐标系下，构造星形连接方式下n个H桥级联的多电平逆变器输出相电压空间矢量轨迹模型为：式中，α_p'r'和β_p'r'分别表示α'‑β'坐标系中n个H桥级联的逆变器相电压参考矢量的坐标值，m'表示第二相电压调制系数，由于0<m'≤1，因此所述的星形连接方式下n个H桥级联的多电平逆变器中，每一相由n个H桥级联；且三相星形连接；步骤四：对n个H桥级联的多电平逆变器输出相电压空间矢量轨迹模型进行采样，并计算合成参考矢量的等效基本矢量，从而实施对被控的2n个H桥级联的多电平逆变器进行矢量调制；步骤三中，对被构造的星形连接n个H桥级联的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_p'r',β_p'r')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星形连接级联H桥逆变器各相的控制信号；其中，V_r(α_p'r',β_p'r')中的V_r表示采样参考矢量名，(α_p'r',β_p'r')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_p'r')，β₀'＝floor(β_p'r')；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_p'r'‑α₀')+(β_p'r'‑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_p'r'‑α₀')+(β_p'r'‑β₀')>1时，用基本矢量V₃、V₁、V₂分时制合成采样参考矢量V_r。