一种五电平变流器的控制方法技术

本发明专利技术提供一种五电平变流器的控制方法。包括对输入的参考电压矢量做标幺处理获得等效空间矢量Vref；获取第一次原点映射中心位置N，对等效空间矢量Vref进行第一次修正计算，获得等效空间矢量V’ref；获取第二次原点映射中心位置M，对矢量V'ref进行第二次修正计算，获得等效空间矢量V”ref；获取等效空间矢量V”ref所在两电平扇区位置X后，获得静态矢量作用时间Ta、Tb、Tc，获得五电平SVPWM矢量顺序。与现有的五电平计算，本方法可以简化空间矢量，算法简单有效，且该算法不会对五电平空间矢量进行修改，可以应用于五电平变流器空间矢量控制中。

【技术实现步骤摘要】
一种五电平变流器的控制方法
本专利技术涉及一种电力电子变流器的调制方法，具体涉及一种五电平变流器的控制方法。
技术介绍
近年来，大功率电力变换器被广泛应用于高压大容量交流电机的变频调速、大型风力发电机组的运行控制、区域电网的谐波治理和无功补偿。多电平技术是提高大功率电力变换系统性能指标的关键。大容量电力系统对变换器的容量、电压及绝缘等级、可靠性及容错运行能力、网侧功率因数及谐波含量都有较高的技术指标要求，亟需一种可靠高性能的拓扑结构。当前，大功率电力变换装置广泛应用多电平技术，多电平逆变器输出电压波形正弦化，谐波含量低，开关损耗小。但随着电平数的增多，开关冗余矢量就会增加，计算量就会变大，算法就更加复杂。
技术实现思路
为解决传统五电平变流器控制方式空间矢量区域划分难度大，时间计算复杂等一系列弊端，本专利技术一种五电平变流器的控制方法，包括：S1、对输入的五电平参考电压矢量做标幺处理获得等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)；其中，Vrefα、Vrefβ为Vref在α轴和β轴的两个矢量分量，标幺处理基值为所述Vd为五电平逆变器的母线电压；S2、根据Vref(Vrefα,Vrefβ)获取预先设定的第一次原点映射中心位置N；S3、对等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)进行第一次修正计算，获得等效空间矢量V′ref(V′refα,V′refβ)，其中，V′refα、V′refβ为V′ref在α轴和β轴的两个矢量分量；S4、根据V′ref(V′refα,V′refβ)获取预先设定的第二次原点映射中心位置M；S5、根据第二次原点映射中心位置M对矢量V′ref(V′refα,V′refβ)进行第二次修正计算，获得等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)，其中，V″refα、V″refβ为V″ref在α轴和β轴的两个矢量分量；S6、获取等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)所在两电平扇区位置X；S7、根据两电平扇区位置X获得静态矢量作用时间Ta、Tb、Tc；S8、根据两电平扇区位置X，利用两电平SVPWM策略，获得五电平SVPWM矢量顺序。所述步骤S2，根据Vref(Vrefα,Vrefβ)获取预先设定的第一次原点映射中心位置N，包括：S2a、对等效空间矢量Vrefα、Vrefβ进行反Clark变换获得三相电压矢量Va、Vb、Vc；其中，获得三相电压矢量Va、Vb、Vc的计算公式为：S2b、分别判断Va、Vb、Vc是否大于0，获得预先设定的第一次原点映射中心位置N：若Va、Vb、Vc同时满足：Va＞0、Vb＜0、Vc＜0，则N＝1；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＞0、Vb＞0、Vc＜0，则N＝2；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＜0、Vb＞0、Vc＜0，则N＝3；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＜0、Vb＞0、Vc＞0，则N＝4；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＜0、Vb＜0、Vc＞0，则N＝5；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＞0、Vb＜0、Vc＞0，则N＝6。所述步骤S3，根据第一次原点映射中心位置N对等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)进行第一次修正计算，获得等效空间矢量V′ref(V′refα,V′refβ)，包括：若N＝1，则与N＝1匹配的计算公式为：若N＝2，则与N＝2匹配的计算公式为：若N＝3，则与N＝3匹配的计算公式为：若N＝4，则与N＝4匹配的计算公式为：若N＝5，则与N＝5匹配的计算公式为：若N＝6，则与N＝6匹配的计算公式为：所述步骤S4，根据V′ref(V′refα,V′refβ)获取预先设定的第二次原点映射中心位置M，包括：S4a、对等效空间矢量V′refα、V′refβ进行反Clark变换成的获得三相电压矢量Va'、Vb'、Vc'，其中，获得三相电压矢量Va'、Vb'、Vc'的计算公式为：S4b、依次判断Va'、Vb'、Vc'是否大于0，获得预先设定的第二次原点映射中心位置M：若Va'、Vb'、Vc'同时满足：Va'＞0、Vb'＜0、Vc'＜0，则M＝1；若Va'、Vb'、Vc'同时满足：Va'＞0、Vb'＞0、Vc'＜0，则M＝2；若Va'、Vb'、Vc'同时满足：Va'＜0、Vb'＞0、Vc'＜0，则M＝3；若Va'、Vb'、Vc'同时满足：Va'＜0、Vb'＞0、Vc'＞0，则M＝4；若Va'、Vb'、Vc'同时满足：Va'＜0、Vb'＜0、Vc'＞0，则M＝5；若Va'、Vb'、Vc'同时满足：Va'＞0、Vb'＜0、Vc'＞0，则M＝6。所述步骤S5，根据第二次原点映射中心位置M对矢量V′ref(V′refα,V′refβ)进行第二次修正计算，获得等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)，包括：若M＝1，则与M＝1匹配的计算公式为：若M＝2，则与M＝2匹配的计算公式为：若M＝3，则与M＝3匹配的计算公式为：若M＝4，则与M＝4匹配的计算公式为：若M＝5，则与M＝5匹配的计算公式为：若M＝6，则与M＝6匹配的计算公式为：所述步骤S6，获取等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)所在两电平扇区位置X，包括：若同时满足条件：则X＝1；若同时满足条件：则X＝2；若同时满足条件：则X＝3；若同时满足条件：则X＝4；若同时满足条件：则X＝5；若同时满足条件：则X＝6。所述步骤S7，根据两电平扇区位置X获得静态矢量作用时间Ta、Tb、Tc，包括：若X＝1，则与X＝1匹配的计算公式为：若X＝2，则与X＝2匹配的计算公式为：若X＝3，则与X＝3匹配的计算公式为：若X＝4，则与X＝4匹配的计算公式为：若X＝5，则与X＝5匹配的计算公式为：若X＝6，则与X＝6匹配的计算公式为：其中，TS为采样周期时间。所述步骤S8，根据两电平扇区位置X，利用两电平SVPWM策略，获得五电平SVPWM矢量顺序，包括，S8a、根据步骤S6获得的两电平扇区位置X，利用两电平SVPWM策略，将静态矢量作用时间Ta、Tb、Tc分配给等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)对应的相邻两电平矢量，获得两电平SVPWM矢量顺序；S8b、根据步骤S4、步骤S6获得的第一次原点映射值N以及第二次原点映射值M，获得A相、B相、C相的低电平状态、高电平状态数值；S8c、用A相、B相、C相的低电平状态数值、高电平状态数值分别替换对应的两电平SVPWM矢量中的低电平状态数值、高电平状态数值，获得五电平SVPWM矢量顺序。所述步骤S8b，根据步骤S4、步骤S6获得的第一次原点映射值N以及第二次原点映射值M，获得A相、B相、C相的低电平状态、高电平状态数值，包括，查表获得A相、B相、C相的低电平状态、高电平状态数值，其中，A相、B相、C相的低电平状态、高电平状态数值对照表包括：本专利技术的有益效果是：与现有的五电平变流器空间矢量计算，本方法可以简化空间矢量，算法简单有效，且该算法不会对五电平空间矢量进行修改，可以应用于五电平空间矢量控制中。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例第一次原点映射中心位置N所在位置示意图；图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五电平变流器的控制方法，其特征在于，包括：S1、对输入的五电平参考电压矢量做标幺处理获得等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)；其中，Vrefα、Vrefβ为Vref在α轴和β轴的两个矢量分量，标幺处理基值为

【技术特征摘要】
1.一种五电平变流器的控制方法，其特征在于，包括：S1、对输入的五电平参考电压矢量做标幺处理获得等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)；其中，Vrefα、Vrefβ为Vref在α轴和β轴的两个矢量分量，标幺处理基值为所述Vd为五电平变流器的母线电压；S2、根据等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)获取预先设定的第一次原点映射中心位置N；S3、对等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)进行第一次修正计算，获得等效空间矢量V′ref(V′refα,V′refβ)，其中，V′refα、V′refβ为V′ref在α轴和β轴的两个矢量分量；S4、根据V′ref(V′refα,V′refβ)获取预先设定的第二次原点映射中心位置M；S5、根据第二次原点映射中心位置M对矢量V′ref(V′refα,V′refβ)进行第二次修正计算，获得等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)，其中，V″refα、V″refβ为V″ref在α轴和β轴的两个矢量分量；S6、获取等效空间矢量V″ref(V″refα,V″refβ)所在两电平扇区位置X；S7、根据两电平扇区位置X获得静态矢量作用时间Ta、Tb、Tc；S8、根据两电平扇区位置X，利用两电平SVPWM策略，获得五电平SVPWM矢量顺序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2，根据等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)获取预先设定的第一次原点映射中心位置N，包括：S2a、对等效空间矢量Vrefα、Vrefβ进行反Clark变换获得三相电压矢量Va、Vb、Vc；其中，获得三相电压矢量Va、Vb、Vc的计算公式为：S2b、分别判断Va、Vb、Vc是否大于0，获得预先设定的第一次原点映射中心位置N：若Va、Vb、Vc同时满足：Va＞0、Vb＜0、Vc＜0，则N＝1；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＞0、Vb＞0、Vc＜0，则N＝2；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＜0、Vb＞0、Vc＜0，则N＝3；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＜0、Vb＞0、Vc＞0，则N＝4；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＜0、Vb＜0、Vc＞0，则N＝5；若Va、Vb、Vc同时满足：Va＞0、Vb＜0、Vc＞0，则N＝6。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3，根据第一次原点映射中心位置N对等效空间矢量Vref(Vrefα,Vrefβ)进行第一次修正计算，获得等效空间矢量V′ref(V′refα,V′refβ)，包括：若N＝1，则与N＝1匹配的计算公式为：V′refβ＝Vrefβ-0；若N＝2，则与N＝2匹配的计算公式为：若N＝3，则与N＝3匹配的计算公式为：若N＝4，则与N＝4匹配的计算公式为：V′refβ＝Vrefβ-0；若N＝5，则与N＝5匹配的计算公式为：若N＝6，则与N＝6匹配的计算公式为：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4，根据V′ref(V′refα,V′refβ)获取预先设定的第二次原点映射中心位置M，包括：S4a、对等效空间矢量V′refα、V′refβ进行反Clark变换成的获得三相电压矢量V′a、V′b、V′c，其中，获得三相电压矢量V′a、V′b、V′c的计算公式为：S4b、依次判断V′a、V′b、V′c是否大于0，获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋崇辉，杨明，马羽，刁乃哲，王堃，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21