一种双逆变器的单SVM方法技术

本发明专利技术公开了一种双逆变器的基于单SVM方法，该调制方法将两台逆变器作为一个整体，采用单一SVM调制算法同时控制两个由任意比值隔离直流电源供电的两电平逆变器，简化了控制算法，提高加快了运行速度。同时，本发明专利技术双逆变器单SVM方法的开关次数仅为常规双逆变器双SVM方法的1/3，降低了系统的开关损耗，提高了系统的运行效率，故本发明专利技术可应用于双逆变器的控制领域，如由双逆变器供电的开绕组电机系统，双变换器并网系统等场合的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于逆变器控制
，具体设及一种双逆变器的单SVM方法。
技术介绍
随着现代电力电子技术的发展，逆变器在电动汽车、电动舰船W及可再生能源发 电中得到广泛的应用。然而单个电力电子器件的功率定额限制，使逆变器不能满足大功率 应用的需求。采用双逆变器串联的拓扑结构可获得更大的功率和更多电平的控制效果，达 到大功率输出的目的。当两电平双逆变器的直流母线电压比值不等时，可获得相当于二电 平、=电平、四电平乃至更多电平的控制效果，多电平能降低电流谐波、减小开关器件应力。 目前运类双逆变器控制策略完全根据两直流母线供电电压比值进行控制，算法复杂，且在 实际应用中，两直流母线的供电电压比值非人为可控，因此控制缺少灵活变通性。 文献 1("Discontinuous Decoupled P歷S for Reduced Current Ripple in a Dual Two-Level Inverter Fed Open-End Winding Induction Motor Drive," K.R.Sekhar et.al,Power Electronics , IEEE Transactions on Power Electronics , 2013)将系统中的调制电压矢量均分为两个幅值相等的电压矢量，每个逆变器所需电压矢 量均通过独立的传统SVM(空间矢量调制）算法，来生成各逆变器所需的开关脉冲信号，此 时，双逆变器的开关损耗较大。文献2( "Two-quadrant clamping inve;rter scheme for three-level open-end winding induction motor drive,"S.Pradabane et.al,Power Electronics,Drives and Energy Systems(阳DES),2014)对双逆变器的开关工作状态进 行了深入的研究，提出了两逆变器交替错位工作，各自运行系统调制电压旋转范围的一半 的方法，较大程度地降低了开关损耗，但运种调制算法在调制电压矢量平面的部分区域略 显冗余，同时增加了电流谐波，且基于两直流母线供电电压相等的工作条件。 因此，亟需探索一种既能降低逆变器开关频率，又能保证双逆变器在直流母线电 压为任意比值的情况下继续有效运行的调制方法。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种双逆变器的单SVM方法， 既能减少双逆变器的开关损耗，又能保证双逆变器在直流母线电压为任意比值的情况下继 续有效运行。 -种双逆变器的单SVM方法，包括如下步骤： (1)分别采集两台逆变器INVl和INV2对应的直流母线电压Vdci和Vdc2; (2)根据计算求得双逆变器的调制电压，提取该调制电压的幅值VsW及该调制电 压与a轴的夹角0; (3)根据幅值Vs、夹角0 W及直流母线电压Vdci和Vdc2,计算确定出两组有效电压矢 量Vx和Vy及其对应的作用时间tx和ty ; (4)根据作用时间tx和ty与功率开关器件开关周期Ts的大小关系，对有效电压矢量 Vx和Vy进行分配W确定逆变器INVl所需的有效电压矢量Vlx和Vly及其对应的作用时间tlx和 tlyW及逆变器INV2所需的有效电压矢量V2X和V2y及其对应的作用时间t2x和t2y; (5)根据有效电压矢量Vlx和Vly及其对应的作用时间tlx和tly生成逆变器INVl的S 相开关信号Sla~Slc,根据有效电压矢量V2X和V2y及其对应的作用时间t2x和t2y生成逆变器 1^2的；相开关信号S2a~S2c;进而利用；相开关信号Sla~Slc和S2a~S2c经驱动放大后分别 对逆变器INVl和INV2中的功率开关器件进行控制。所述的步骤(3)中确定两组有效电压矢量Vx和Vy的具体标准如下：若0 E [0，V3)，所述的调制电压位于第一扇区，贝贿效电压矢量Vx=Vi(IOO)，有效 电压矢量Vy=Vs(IlO); 若0e[V3,2V3)，所述的调制电压位于第二扇区，则有效电压矢量Vx = Vs(OlO)， 有效电压矢量Vy = Vs(IlO); 若0 e [ 2V3，JT)，所述的调制电压位于第S扇区，则有效电压矢量Vx = V3(010)，有 效电压矢量Vy=V4(011); 若0 e [ JT，4V3)，所述的调制电压位于第四扇区，则有效电压矢量Vx = Vs(001 )，有 效电压矢量Vy=V4(011); 若0e[4V3,5V3)，所述的调制电压位于第五扇区，贝贿效电压矢量Vx = V日(001)， 有效电压矢量Vy=Vs(IOl);[001引若目e [531/3,231)，所述的调制电压位于第六扇区，则有效电压矢量Vx=Vi(IOO),有 效电压矢量Vy=Vs(IOl); 其中：Vi(IOO)所对应的S相开关信号分别为1、0、0,即表示逆变器A相上桥臂的功 率开关器件导通，B相和C相下桥臂的功率开关器件导通;V2(ll〇)所对应的=相开关信号分 别为1、1、〇,即表示逆变器A相和B相上桥臂的功率开关器件导通，C相下桥臂的功率开关器 件导通;Vs(OlO)所对应的=相开关信号分别为0、1、0,即表示逆变器B相上桥臂的功率开关 器件导通，A相和C相下桥臂的功率开关器件导通;V4(011)所对应的=相开关信号分别为0、 1、1，即表示逆变器B相和C相上桥臂的功率开关器件导通，A相下桥臂的功率开关器件导通； Vs(OOl)所对应的=相开关信号分别为0、0、1，即表示逆变器C相上桥臂的功率开关器件导 通，A相和B相下桥臂的功率开关器件导通;Vs(IOl)所对应的S相开关信号分别为1、0、1，即 表示逆变器A相和C相上桥臂的功率开关器件导通，B相下桥臂的功率开关器件导通。 所述的步骤(3)中通过W下公式计算两组有效电压矢量Vx和Vy对应的作用时间tx 和ty : 若调制电压所处扇区的编号N为奇数：若调制电压所处扇区的编号N为偶数： 其中：Vdc= (Vdci+Vdc2)/2。 所述的步骤(4)中对有效电压矢量Vx和Vy进行分配的具体标准如下： 若，则使有效电压矢量Vlx = Vx, Vly = O，V2y = -Vy，V2x = - Vx，对应的作用时间 若，则使有效电压矢量Vlx = Vx, Vly = O, V2y = -Vy，V2x = 0,对应的作用时间[003。若，则使有效电压矢量Vlx = Vx, Vly = Vy, Vsy = -Vy，V2x = 0,对应的作用时间 其中：-Vx表示与Vx所对应开关信号状态相反的有效电压矢量，-Vy表示与Vy所对应 开关信号状态相反的有效电压矢量。 本专利技术双逆变器调制方法将两台逆变器作为一个整体看待，用一个SVM算法同时 控制两个由隔离直流电源供电的两电平逆变器，简化了控制算法，加快了运行速度。与此同 时，本专利技术单SVM算法将系统的开关次数减少至常规双逆变器双SVM算法的1/3,提高了系统 的运行效率，又保证了两逆变器在直流母线电压为任意比值的情况下继续有效运行。故本 专利技术可应用于双逆变器的控制领域，如双逆变器供电的开绕组电机系统，双变换器并网系 统等场合。【附图说明】 图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双逆变器的单SVM方法，包括如下步骤：(1)分别采集两台逆变器INV1和INV2对应的直流母线电压Vdc1和Vdc2；(2)根据计算求得双逆变器的调制电压，提取该调制电压的幅值Vs以及该调制电压与α轴的夹角θ；(3)根据幅值Vs、夹角θ以及直流母线电压Vdc1和Vdc2，计算确定出两组有效电压矢量Vx和Vy及其对应的作用时间tx和ty；(4)根据作用时间tx和ty与功率开关器件开关周期Ts的大小关系，对有效电压矢量Vx和Vy进行分配以确定逆变器INV1所需的有效电压矢量V1x和V1y及其对应的作用时间t1x和t1y以及逆变器INV2所需的有效电压矢量V2x和V2y及其对应的作用时间t2x和t2y；(5)根据有效电压矢量V1x和V1y及其对应的作用时间t1x和t1y生成逆变器INV1的三相开关信号S1a～S1c，根据有效电压矢量V2x和V2y及其对应的作用时间t2x和t2y生成逆变器INV2的三相开关信号S2a～S2c；进而利用三相开关信号S1a～S1c和S2a～S2c经驱动放大后分别对逆变器INV1和INV2中的功率开关器件进行控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丹，陈敏，苏均攀，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33