[发明专利]五电平有源中点钳位H桥变频器单相空间矢量调制方法

权利要求书

1.一种五电平有源中点钳位H桥变频器单相空间矢量调制方法，其特征在于：调制方法如下：

步骤1)根据变频器共模电压最小原则和开关状态切换约束对变频器的开关状态进行筛选；

步骤2)确定期望输出电压矢量所在矢量区间和采用的基本电压矢量；

步骤3)根据伏秒平衡原理计算基本电压矢量的作用时间；

步骤4)根据基本电压矢量的作用时间、反馈回来的中点电位偏差和悬浮电容器电压偏差计算各开关状态的作用时间；

所述步骤4)中，各个开关状态作用时间满足：

其中t₁～t₈为8个开关状态的作用时间，x₁～x₈、y₁～y₈、z₁～z₈为各开关状态作用时间关于中点电位和悬浮电容电压调节的系数；参数A、B、C、D、E的定义如：

其中：C_d为直流支撑电容器容值，C_f为悬浮电容器容值，i_o为负载电流，u_d1、u_d2为直流支撑电容器C_d1、C_d2的电压，u_fa、u_fb为悬浮电容器C_fa、C_fb的电压，u_dc为直流电源电压值；T₁表示作用时间，表示模较小的电压矢量，T₂表示作用时间，表示模较大的电压矢量；

步骤5)根据开关动作次数最小的原则确定一个控制周期内开关状态序列；

步骤6)根据一个控制周期内开关状态序列及各开关状态的作用时间生成脉冲发送给变频器。

2.根据权利要求1所述五电平有源中点钳位H桥变频器单相空间矢量调制方法，其特征在于：所述步骤1)中，对变频器的开关状态进行筛选的原则具体为：1)共模电压最小，变频器的共模电压定义为两桥臂输出电压之和的一半，剔除共模电压大于E/2的开关矢量，E为相邻电平之差所对应的电压值；2)各开关矢量之间便于切换，切换过程中及切换前后不出现非期望的输出电压跳变，同时减少开关动作次数。

3.根据权利要求1所述五电平有源中点钳位H桥变频器单相空间矢量调制方法，其特征在于：所述步骤2)中，根据期望输出电压矢量所在的矢量区间确定采用的基本电压矢量，期望输出电压矢量表达式为：

V^*＝V_mcos(ωt)＝4mEcos(ωt) (17)

其中V_m为调制波的幅值，ω为调制波角频率，m为调制比，E为相邻电平之差所对应的电压值；

矢量区间与调制比的对应关系如下：

4.根据权利要求1所述五电平有源中点钳位H桥变频器单相空间矢量调制方法，其特征在于：所述步骤3)中，用表示模较小的电压矢量，T₁表示作用时间，表示模较大的电压矢量，T₂表示作用时间，T_s表示一个控制周期，其计算公式为：

5.根据权利要求1所述五电平有源中点钳位H桥变频器单相空间矢量调制方法，其特征在于：所述步骤4)中，如果计算得到的开关状态的作用时间为负，则将变量C、D、E变为原来的一半重新计算，如果还是为负，重复上述过程，直到解满足条件。