一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法，利用九条直线在直角坐标系中将平面空间进行分区，划分为24个三角形区域；然后确定基本电压空间矢量扇区；之后判断合成电压矢量所在扇区，判断完成合成电压矢量所在扇区后，根据最近矢量原则，找到合成电压矢量的三个基本电压空间矢量，并计算三个基本电压空间矢量的作用时间，再将计算的基本电压空间矢量的作用时间分配给对应的矢量状态。该方法不涉及到合成电压矢量的角度，也不区分大小扇区，可以一次性判断出合成电压矢量所在的扇区，然后计算矢量作用时间，最后进行时间状态分配，实现对开关器件控制，实现三电平逆变器的闭环控制，提高逆变器的动态性能。提高逆变器的动态性能。提高逆变器的动态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法


[0001]本专利技术属于逆变器控制
，具体涉及一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法。

技术介绍

[0002]三电平逆变器的控制方法主要有SPWM和SVPWM两种。相比于SPWM，SVPWM控制算法电压利用率更高，常用的有传统算法、转化为两电平算法、60
°
坐标系算法、虚拟坐标系算法等。由于这些常见算法进行扇区判断时都需要合成电压矢量的角度，采用先判断大扇区再判断小扇区的两级判断思路，由于中频控制时，在一个周期内取点较少，闭环控制时合成电压矢量准确角度不易获得，输出电压波形稳定性较差，无法满足三电平中频逆变器研制需求。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法。该方法采用基于线性规划的直接区域判断方法，不涉及到合成电压矢量的角度，也不区分大小扇区，可以一次性判断出合成电压矢量所在的扇区，然后计算矢量作用时间，最后进行时间状态分配，实现对开关器件控制，实现三电平逆变器的闭环控制，提高逆变器的动态性能。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，利用九条直线在直角坐标系α
‑
β中将平面空间进行分区，九条直线编号依次为a,b,c,d,e,f,g,h,i,分别表示如下：
[0007]直线a为α轴，表示为β＝0；
[0008]直线b与α轴正方向成60
°
角，其直线方程可以表示为
[0009]直线c与α轴正方向成120
°
角，其直线方程可以表示为
[0010]直线d与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为V
dc
是输入直流电压；
[0011]直线e与α轴平行，与β轴的交点为其直线方程可以表示为
[0012]直线f与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为
[0013]直线g与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为
[0014]直线h与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为
[0015]直线i与α轴平行，与β轴的交点为其直线方程可以表示为
[0016]通过以上九条直线将直角坐标系α
‑
β平面空间划分为24个三角形区域；
[0017]步骤2，确定基本电压空间矢量扇区
[0018]步骤3，判断合成电压矢量所在扇区；
[0019]步骤4，判断完成合成电压矢量所在扇区后，根据最近矢量原则，找到合成电压矢量的三个基本电压空间矢量，并计算三个基本电压空间矢量的作用时间；
[0020]步骤5：将步骤四计算的基本电压空间矢量的作用时间分配给对应的矢量状态。
[0021]在上述技术方案中，步骤2中，定义Sa为a相桥臂开关输出状态，Sb为b相桥臂开关输出状态，Sc为c相桥臂开关输出状态，则各相电压表示为：
[0022][0023]其中，Sx＝1,表示第x相桥臂第一开关管和第二开关管导通，记作第x相桥臂输出p；Sx＝0，表示第x相桥臂第二开关管和第三开关管导通，记作第x相桥臂输出o；Sx＝
‑
1,表示第x相桥臂第三开关管和第四开关管导通，记作第x相桥臂输出n；此处x为a，b，c中任意一相；
[0024]在上述技术方案中，步骤2中，定义基本电压空间矢量为这里，k＝1、2、3....24，确定各相桥臂输出状态与基本电压空间矢量Vk的对照关系，在直角坐标系α
‑
β中列出所有基本电压空间矢量；
[0025]在上述技术方案中，三相三电平逆变器输出27种开关状态组合，对应27组不同的逆变器开关状态，各相桥臂输出状态与基本电压空间矢量Vk的对照关系如下表所示：
[0026]表：各相桥臂输出状态与基本电压空间矢量Vk的对照表
[0027][0028][0029]在上述技术方案中，将每个基本电压空间矢量分别沿着α轴、β轴分解，可得到各基本电压空间矢量的横纵坐标，α＝V(k)cosθ，β＝V(k)sinθ。
[0030]在上述技术方案中，合成电压矢量落在24个三角形区域通过线性规划分区原理来确定判断，判断方法见下表：
[0031]表：合成电压矢量所在扇区判断表
[0032]区域判断法则区域判断法则D 11f<0,a>0,b<0D 41a<0,b>0,h>0D 12a>0,d<0D 42a<0,g>0D 13f>0,d>0,e<0D 43g<0,h<0,i>0D 14e>0,b<0D 44i<0,b>0D 21b>0,c>0,e<0D 51b<0,c<0,i>0D 22f>0,b>0D 52b<0,h<0
D 23e>0,g<0,f<0D 53i<0,h>0,d>0D 24c>0,g>0D 54d<0,c<0D 31a>0,c<0,g<0D 61c>0,a<0,d>0D 32e>0,c<0D 62c>0,i<0D 33g>0,e<0,h>0D 63d<0,i>0,f<0D 34h<0,a>0D 64a<0,f>0
[0033]本专利技术的优点和有益效果为：
[0034]本专利技术建立一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法，该方法采用基于线性规划的直接区域判断方法，不涉及到合成电压矢量的角度，也不区分大小扇区，可以一次性判断出合成电压矢量所在的扇区，然后计算矢量作用时间，最后进行时间状态分配，实现对开关器件控制，实现三电平逆变器的闭环控制，提高逆变器的动态性能。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的线性规划分区图；
[0036]图2为本专利技术的基本电压空间矢量扇区图；
[0037]图3为基本矢量作用时间与矢量状态的对应关系图。
[0038]对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，利用九条直线在直角坐标系α
‑
β中将平面空间进行分区，九条直线编号依次为a,b,c,d,e,f,g,h,i,分别表示如下：直线a为α轴，表示为β＝0；直线b与α轴正方向成60
°
角，其直线方程可以表示为直线c与α轴正方向成120
°
角，其直线方程可以表示为直线d与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为V
dc
是输入直流电压；直线e与α轴平行，与β轴的交点为其直线方程可以表示为直线f与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为直线g与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为直线h与α轴、β轴的交点分别为其直线方程可以表示为直线i与α轴平行，与β轴的交点为其直线方程可以表示为通过以上九条直线将直角坐标系α
‑
β平面空间划分为24个三角形区域；步骤2，确定基本电压空间矢量扇区；步骤3，判断合成电压矢量所在扇区；步骤4，判断完成合成电压矢量所在扇区后，根据最近矢量原则，找到合成电压矢量的三个基本电压空间矢量，并计算三个基本电压空间矢量的作用时间；步骤5：将步骤四计算的基本电压空间矢量的作用时间分配给对应的矢量状态。2.根据权利要求1所述的基于线性规划分区的三电平逆变器控制方法，其特征在于：步骤2中，定义Sa为a相桥臂开关输出状态，Sb为b相桥臂开关输出状态，Sc为c相桥臂开关输出状态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦开洲，赵秋毅，袁维超，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：