一种多电平电压空间矢量的定位方法，空间矢量平面以６０度夹角分为六个扇区，与水平线逆时针夹角６０度的扇区为第一扇区，逆时针方向依次排列第二至六扇区；将α－β坐标系所在平面由基本空间矢量划分成多个三角形，α－β坐标系为α轴与直角坐标系的ｘ轴重合，β轴超前α轴π／３；三角形按照α轴从左到右，β轴从下到上方向，顺序递增编号；将输入电压的参考空间矢量转换到第一扇区；将第一扇区对应输入电压的参考空间矢量转换到α－β坐标系中；由α－β坐标系中对应输入电压的参考空间矢量，获取输入电压的参考空间矢量所在三角形编号，根据三角形编号定位输入电压的参考空间矢量对应的多电平基本电压空间矢量。该方法计算简便，定位速度快。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矢量定位领域，特别涉及一种多电平电压空间矢量的定位方法 及装置。技术背景电平级数为N的多电平逆变器中，共有NM"基本电压矢量，其中一些基本 电压矢量在空间中的位置相同。将空间位置相邻的矢量相连，则将空间矢量平 面划分成6(N-lf个三角形。参见图l，多电平电压空间矢量分布图。图1中2-level、 3-level、 5-level、 7 - level对应的实线正六边形分别为两电平、三电 平、五电平和七电平的空间矢量分布及扇区图。扇区是空间矢量平面中电压空 间矢量旋转60度所覆盖的区域，如1-6所示的6个扇区。U、 V、 W为三相电压。根据空间矢量调制的基本原理，任意空间矢量都可以由基本空间矢量合 成。为了使输出谐波小，必须用与参考空间矢量相邻最近的三个基本矢量合成。 因此，参考空间矢量已知以后，获得与其相邻最近的三个基本空间矢量，对空 间矢量调制算法非常重要。如图l所示，基本矢量将矢量空间划分成多个三角形，并且，任何空间矢量总会处在其中的某个三角形内。由此可见，与参考空间矢量Vref相邻最近的 基本矢量，为参考空间矢量所在三角形顶点的三个基本矢量。如果能确定空间 矢量所在的三角形，就能知道与空间矢量相邻最近的三个基本空间矢量。因此， 要实现多电平空间矢量调制，首先必须确定参考空间矢量在矢量空间所处三角 形的位置，即空间矢量的三角形区域定位。目前的多电平空间矢量三角形定位方法为，设多电平的电平级数为N，则 在空间矢量平面的一个扇区中有(N-lf个三角形，按照从里到外、从下到上的顺序给这些三角形编号，记为A0 A(N-P2-1。参见图2，五电平逆变器第一扇 区空间矢量分布图。按照上述三角形编号规则，将第一扇区中的16个三角形编 号为AO A15，以圆形轨迹运动的参考矢量的顶点P可以位于AO A15中任 何一个三角形中。对于给定的参考空间矢量乙=&" (1)将位于任意扇区中的参考矢量转换至第一扇区，其在正交坐标系a-(3中的坐标(、,^ )定义为<formula>formula see original document page 7</formula>(2)cos;r其中rem表示求余运算。为了计算参考空间矢量所处三角形的编号，定义两个整数ki和k2:<formula>formula see original document page 7</formula> (3 )其中/z(-V^/2)表示三角形的高，假设三角形每个边的长度为l, int ()表 示取整运算。公式(3)中，1q表示扇区中位于两条直线y + V^:V^和y + V^^V^"+l)之间的部分。参见图2，计算出k!-2,则表示线段A3As和A6A9所夹的区域。k2表示线段A2An和AsAu所夹的区域。这两个区域在几何上成120 度夹角，他们的交集为菱形A4A7AsA5，参考空间矢量的顶点P就位于该菱形中。 设(UA)为参考空间矢量顶点相对于其所在三角形某一基本矢量顶点 的坐标，则有菱形A4A7AsA5由两个三角形A6和A7组成，根据公式(4)计算出参考空 间矢量的顶点P相对于基本矢量顶点A4的坐标(va,,、)，并且向量巧的斜率 为^/、，而对角线^的斜率为V^。从而参考空间矢量的顶点P所在三角形 的编号可通过比较向量巧和^的斜率来确定，而斜率的比较则通过判断不等式 《VI^是否成立来完成，可分为下面两种情况1、 则参考空间矢量的顶点位于三角形A6，三角形的编号计算公式为<formula>formula see original document page 7</formula>(5)2、 >^、则参考空间矢量的顶点位于三角形A7，三角形的编号计算公式为<formula>formula see original document page 7</formula>(6)从图2中可以看出，参考空间矢量满足上述第l种情况，参考空间矢量所处 三角形编号为A6。上述方法需要计算参考空间矢量在第一扇区中的坐标(^々)，如公式 (l)所示。对于以直角坐标给出的参考空间矢量，上述方案没有给出 由直接推导出(L,v々)的公式，而且在计算三角形编号的过程中，需要进行两次坐标值的计算，参见公式(2)和(4),计算量很大，给多电平空间矢量的定位带来不i^更。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多电平电压空间矢量的定位方法，该方法用于减 少计算步骤，提高多电平电压空间矢量的定位速度。本专利技术提供一种多电平电压空间矢量的定位方法，包括将多电平电压空间矢量平面以60度为夹角平均分为六个扇区，设定与水 平线逆时针夹角60度的扇区为第一扇区，所述第一扇区逆时针方向依次排列 第二、第三、第四、第五、第六扇区；将a-(3坐标系所在平面由所述多电平电压的基本空间矢量划分成多个三 角形，所述a-p坐标系为a轴与直角坐标系的x轴重合，(3轴超前所述a轴兀/3; 所述三角形按照a轴从左到右的方向，卩轴从下到上的方向，顺序递增编号；将输入电压的参考空间矢量转换到所述第 一扇区；将所述第一扇区对应的所述输入电压的参考空间矢量转换到所述a-p坐 标系中；由所述a-卩坐标系中对应的所述输入电压的参考空间矢量，获取所述输入 电压的参考空间矢量所在所述三角形的编号j艮据所述三角形的编号定位所述输入电压的参考空间矢量对应的多电平电压空间矢量。优选地，所述输入电压的参考空间矢量为直角坐标系时，在所述将输入电 压的参考空间矢量转换到第一扇区前，还包括，计算所述输入电压的参考空间 矢量所在的扇区，由如下^^式获得，<formula>formula see original document page 9</formula>注(^，Vy)为所述输入电压的参考空间矢量的直角坐标， 由所述计算出第一中间量 Vl、 v2、 V3, A:当v!X)时为l;当^《0时为0; B:当^X)时为1;当V2《0时为0; C:当vpO时为l;当^<0时为0;计算第二中间量n,由所述第二中间量n，查n与扇区号对应表得到所述 输入电压的参考空间矢量所在的扇区。优选地，所述将输入电压的参考空间矢量转换到第一扇区，由如下公式获<formula>formula see original document page 9</formula>注k为所述输入电压的参考空间矢量所在扇区号减1。 优选地，将所述第一扇区对应的参考空间矢量转换到a-p坐标系中，由如 下公式获得，<formula>formula see original document page 9</formula>注(、,V/J )表示参考空间矢量转换到a-(3坐标系中的坐标。 优选地，所述输入电压的参考空间矢量为极坐标系时，将所述输入电压的 参考空间矢量转换到第一扇区，由如下公式获得，<formula>formula see original document page 9</formula>注^为所述输入电压的参考空间矢量极坐标的幅角，k本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多电平电压空间矢量的定位方法，其特征在于，包括：将多电平电压空间矢量平面以６０度为夹角平均分为六个扇区，设定与水平线逆时针夹角６０度的扇区为第一扇区，所述第一扇区逆时针方向依次排列第二、第三、第四、第五、第六扇区；将α－β坐标系所在平面由所述多电平电压的基本空间矢量划分成多个三角形，所述α－β坐标系为α轴与直角坐标系的ｘ轴重合，β轴超前所述α轴π／３；所述三角形按照α轴从左到右的方向，β轴从下到上的方向，顺序递增编号；将输入电压的参考空间矢量转换到所述第一扇区；将所述第一扇区对应的所述输入电压的参考空间矢量转换到所述α－β坐标系中；由所述α－β坐标系中对应的所述输入电压的参考空间矢量，获取所述输入电压的参考空间矢量所在所述三角形的编号，根据所述三角形的编号定位所述输入电压的参考空间矢量对应的多电平电压空间矢量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯江华，李江红，刘可安，陈华国，许为，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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