三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法技术

技术编号：12389184 阅读：111 留言：0更新日期：2015-11-25 22:26

本发明专利技术公开了一种三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制策略，包括以下步骤：对三电平四桥臂变流器的三相参考电压vaf、vbf、vcf进行坐标转换以获得abcγ坐标系下的坐标(va,vb,vc,vγ)，根据坐标判定参考矢量所处的大区域和三角区域；根据大区域和三角区域获取界定平面函数，并根据界定平面函数确定起始矢量；根据起始矢量对三相参考电压进行修正以获得三相参考电压修正值；对三相参考电压修正值进行线性运算以获得六个中间变量，并根据六个中间变量中的任意三个中间变量计算基矢量的作用时间；根据作用时间对三电平四桥臂变流器中的开关器件进行控制。该方法条理清晰，实现简单，且精度高，实时性强。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三电平四桥臂变流器空间矢量调制策略，特别涉及一种基于参考电压分解的三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法。
技术介绍
三电平四桥臂变流器通过第四桥臂对中线进行单独控制，其控制方式灵活，并且补偿不平衡电流能力更强，尤其在电压等级较高或对补偿效果要求较高的场合，三电平四桥臂变流器具有更好的补偿效果。空间矢量脉宽调制(SVPWM)是电压源变流器常用的调制策略，其直流侧电压利用率高，输出谐波少，易于数字化实现。由于三电平四桥臂变流器的三相负载不平衡，使得参考矢量分布在三维空间，因此应用于三电平四桥臂变流器的SVPWM为三维SVPWM(3D-SVPWM)，并且，由于三电平四桥臂变流器主电路开关状态多，因此SVPWM调制过程复杂。相关技术中，三电平四桥臂变流器的SVPWM是在αβγ坐标系下进行，首先判断参考矢量在αβ平面上的三角区域，然后将平面位置延伸至空间，每个三棱柱被六个平面切割成七个四面体，最后根据参考矢量所在四面体确定合成参考矢量的基矢量，并由伏秒平衡原理计算其作用时间。由于调制过程中涉及三角函数和根号运算，因此影响计算精度，并且计算过程繁琐，计算量大，占用控制器资源多，影响控制的实时性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，能够有效解决传统空间矢量脉宽调制策略计算量大，计算精度低

【技术保护点】
一种三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对所述三电平四桥臂变流器的三相参考电压vaf、vbf、vcf进行坐标转换以获得abcγ坐标系下的坐标(va,vb,vc,vγ)，并根据所述坐标(va,vb,vc,vγ)的坐标分量va、vb、vc判定参考矢量所处的大区域和三角区域；S2，根据所述参考矢量所处的大区域和三角区域获取界定平面函数，并根据所述界定平面函数确定起始矢量；S3，根据所述起始矢量对所述三相参考电压vaf、vbf、vcf进行修正，以获得三相参考电压修正值vaf′、vbf′、vcf′；S4，对所述三相参考电压修正值vaf′、vbf′、vcf′进行线性运算，以获得六个中间变量x、y、z、s、q、w，并根据所述六个中间变量x、y、z、s、q、w中的任意三个中间变量计算基矢量V1、V2、V3的作用时间t1、t2、t3；S5，根据所述作用时间t1、t2、t3对所述三电平四桥臂变流器中的开关器件进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对所述三电平四桥臂变流器的三相参考电压vaf、vbf、vcf进行坐标转换以获得abcγ
坐标系下的坐标(va,vb,vc,vγ)，并根据所述坐标(va,vb,vc,vγ)的坐标分量va、vb、vc判定参考矢量
所处的大区域和三角区域；
S2，根据所述参考矢量所处的大区域和三角区域获取界定平面函数，并根据所述界定平
面函数确定起始矢量；
S3，根据所述起始矢量对所述三相参考电压vaf、vbf、vcf进行修正，以获得三相参考电
压修正值vaf′、vbf′、vcf′；
S4，对所述三相参考电压修正值vaf′、vbf′、vcf′进行线性运算，以获得六个中间变量x、y、
z、s、q、w，并根据所述六个中间变量x、y、z、s、q、w中的任意三个中间变量计算基矢
量V1、V2、V3的作用时间t1、t2、t3；
S5，根据所述作用时间t1、t2、t3对所述三电平四桥臂变流器中的开关器件进行控制。
2.如权利要求1所述的三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，
通过以下公式对所述三相参考电压vaf、vbf、vcf进行坐标变换：
vavbvcvγ=132-1-1-12-1-1-12111vafvbfvcf]]>其中，va、vb、vc、vγ为所述坐标(va,vb,vc,vγ)的坐标分量，vaf、vbf、vcf为所述三相参考电
压。
3.如权利要求1或2所述的三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，其特征在
于，在步骤S1中，根据所述坐标(va,vb,vc,vγ)的坐标分量va、vb、vc判定参考矢量所处的大区
域和三角区域，具体包括：
根据所述坐标(va,vb,vc,vγ)的坐标分量va、vb、vc判定所述参考矢量所处的大区域以对所述
坐标分量va、vb、vc进行修正；
根据修正后的坐标分量va′、vb′、vc′判定所述参考矢量所处的三角区域。
4.如权利要求3所述的三电平四桥臂变流器的空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，
根据下表对所述坐标分量va、vb、vc进行修正以获得所述修正后的坐标分量va′、vb′、vc′：
大区域
va′
vb′
vc′
Ⅰ
va-Vdc/3
vb+Vdc/6
vc+Vdc/6
Ⅱ
va-Vdc/6
vb-Vdc/6
vc+Vdc/3
Ⅲ
va+Vdc/6
vb-Vdc/3
vc+Vdc/6
Ⅳ
va+Vdc/3
vb-Vd...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娟，朱玉振，刘刚，董浩，唐慧英，王超，徐青源，毛海港，任国影，刘马隆，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32

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