[发明专利]一种多电平逆变器空间矢量脉冲宽度调制方法

摘要

本发明公开了一种多电平逆变器空间矢量脉冲宽度调制方法，所述调制方法通过给定的三相电压判断空间矢量在复平面所处的区域，空间矢量在复平面上不同的区域时选用不同的坐标系，确定用来合成空间矢量的基本矢量以及基本矢量的作用时间，基本矢量对应的三相电压型多电平逆变器的输出状态。相比传统的调制方法，本发明可以通过简单的运算确定某个基本矢量所对应的全部开关状态，更容易计算基本矢量的作用时间，避免了大量三角函数以及反三角函数运算，减少了坐标变换的运算量，更加利于数字实现。

主权项

一种多电平逆变器空间矢量脉冲宽度调制方法，其特征在于，通过给定a、b、c三相电压ua＝Umsinωt，ub＝Umsin(ωt+120°)，uc＝Umsin(ωt‑120°)，Um表示幅值，ω表示角速度，由a、b、c三相电压在复平面确定三个电压矢量由三个电压矢量按照矢量合成法则合成空间矢量根据三相电压瞬时值判断空间矢量在复平面所处的区域，空间矢量在复平面上不同的区域时选用不同的坐标系，确定用来合成空间矢量的基本矢量以及基本矢量的作用时间，通过基本矢量的坐标确定基本矢量对应的三相电压型多电平逆变器的输出状态；所述基本矢量是指三相电压型多电平逆变器三相的输出电压Va、Vb、Vc在复平面上确定的三个电压矢量对于三相电压型N电平逆变器，N为大于等于3的正整数，每相对应的电压矢量幅值有N种取值，按照矢量合成的原则三相电压矢量在复平面上合成不同大小和位置的基本矢量；所述根据三相电压瞬时值判断空间矢量在复平面所处的区域是指：当uc数值最小时，判定空间矢量位于复平面上逆时针顺序0°‐120°区域内；当ua数值最小时，判定空间矢量位于复平面上逆时针顺序120°‐240°区域内；当ub数值最小时，判定空间矢量位于平面上逆时针顺序240°‐360°范围内；所述多电平逆变器是指三相电压型多电平逆变器，包括三电平及三电平以上的三相电压型多电平逆变器；对于三相电压型多电平逆变器的每一相，若每相可以输出N个电平，则按照从小到大的顺序将N个电平依次记为状态0至状态N‑1，N为大于等于3的正整数；所述空间矢量在复平面上不同的区域时选用不同的坐标系进行调制是指当空间矢量位于复平面上逆时针顺序0°‐120°区域内，坐标系的第一个轴线即F轴为水平的直线，正方向向右，坐标系的第二个轴线即S轴由第一个轴线逆时针旋转120°得到；当空间矢量位于复平面上逆时针顺序120°‐240°区域时，坐标系逆时针旋转120°；当空间矢量位于复平面上逆时针顺序240°‐360°区域时，坐标系逆时针旋转240°；所述确定用来合成空间矢量的基本矢量是指通过空间矢量在两相坐标系下的坐标确定合成空间矢量的基本矢量，若空间矢量在两相坐标系下的坐标值为(f，s)，f和s向下取整后得到[f]和[s]，[]为向下取整符号，当f‐[f]≥s‐[s]时，用于合成空间矢量的三个基本矢量坐标为([f]，[s])、([f]+1，[s])以及([f]+1，[s]+1)，当f‐[f]＜s‐[s]时，用于合成空间矢量的三个基本矢量坐标为([f]，[s])、([f]，[s]+1)以及([f]+1，[s]+1)；所述基本矢量的作用时间是指若空间矢量的坐标为(f，s),选用的基本矢量为([f]，[s])、([f]+1，[s])、([f]+1，[s]+1)时，则三个基本矢量的作用时间依次为([f]‑f+1)、([s]‑s‑[f]+f)、(s‑[s])；选用的基本矢量坐标为([f],[s])、([f],[s]+1)、([f]+1,[s]+1)时，则三个基本矢量的作用时间依次为([s]‑s+1)、([f]‑f+s‑[s])、(f‑[f])。