中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法制造技术

本发明专利技术公开了一种中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法，属电力电子与电力传动领域，该算法将一个基波周期分解为12个扇区，同时利用傅里叶分解计算得到使得5、7次谐波最小的每个扇区内小矢量、中矢量、大矢量作用时间t

【技术实现步骤摘要】
中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法


[0001]本专利技术涉及电力电子与电力传动领域，具体涉及中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法。

技术介绍

[0002]传统的两电平逆变器在电压等级较高时存在输出谐波含量高，dv/dt较高等问题，传统级联拓扑结构存在开关管数量较多，可靠性差的问题。为此，二极管箝位型三电平逆变器因其所需开关数量较少、输出谐波含量以及dv/dt较低等优点，广泛应用于中高压场合。但是三电平逆变器由于其自身拓扑结构的特点，其在工作时需要额外对中点电位进行控制，特别针对过调制区，由于小矢量作用时间较短，中点电位控制能力将严重下降，此时将导致上下支撑电容电压不均衡，严重时将导致过压故障。此外，针对大功率应用场合，受开关损耗的影响，其通常要求逆变器运行在较低的开关频率下。传统异步空间矢量调制算法在低开关频率下会产生输出电压不对称的问题，进而影响输出谐波性能，使电机产生机械振动和噪声等。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法，该算法在过调制区实现中点电位的主动控制，且具有较低的输出5、7次谐波，算法简单，适用性强。
[0004]中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法，通过以下步骤和原理实现：步骤S1，根据二极管钳位的三电平逆变器拓扑结构，将两相静止αβ坐标系划分为12个扇区，每个扇区进行1次参考电压矢量采样，共计12个参考电压矢量U
ref1
~ U
ref12
，将所述参考电压矢量的幅值U
m
与2/3倍直流母线电压U
dc
求比值得到调制度m。
[0005]步骤S2， 每个扇区内的参考电压矢量由最接近的小矢量、中矢量、大矢量合成；定义在任意一个扇区内，小矢量作用时间为t1，中矢量作用时间为t2，大矢量作用时间为t3，根据面积相等原理可以得出t1、t2、t3的取值范围。
[0006]步骤S3，在所述t1、t2、t3的取值范围内，根据傅里叶级数展开，选取使5、7次谐波最小的t1、t2、t3的取值t
opt1
、t
opt2
、t
opt3
。
[0007]步骤S4，第一扇区内，参考电压矢量U
ref1
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由pon、pnn、pon、poo、pon、pnn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由pon、pnn、pon、onn、pon、pnn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第二扇区内，参考电压矢量U
ref2
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由pon、ppn、pon、oon、pon、ppn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由pon、ppn、pon、ppo、pon、ppn、pon七个基本电压矢量按顺序对参
考电压矢量进行合成；第三扇区内，参考电压矢量U
ref3
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由opn、ppn、opn、oon、opn、ppn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由opn、ppn、opn、ppo、opn、ppn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第四扇区内，参考电压矢量U
ref4
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由opn、npn、opn、opo、opn、npn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由opn、npn、opn、non、opn、npn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第五扇区内，参考电压矢量U
ref5
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由npo、npn、npo、opo、npo、npn、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由npo、npn、npo、non、npo、npn、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第六扇区内，参考电压矢量U
ref6
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由npo、npp、npo、opp、npo、npp、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由npo、npp、npo、noo、npo、npp、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第七扇区内，参考电压矢量U
ref7
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由nop、npp、nop、opp、nop、npp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由nop、npp、nop、noo、nop、npp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第八扇区内，参考电压矢量U
ref8
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由nop、nnp、nop、oop、nop、nnp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由nop、nnp、nop、nno、nop、nnp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第九扇区内，参考电压矢量U
ref9
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由onp、nnp、onp、oop、onp、nnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由onp、nnp、onp、nno、onp、nnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第十扇区内，参考电压矢量U
ref10
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由onp、pnp、onp、pop、onp、pnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由onp、pnp、onp、ono、onp、pnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第十一扇区内，参考电压矢量U
ref11
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由pno、pnp、pno、pop、pno、pnp、pno七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由pno、pnp、pno、ono、pno、pnp、pno七个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.中点电位可控的低谐波二极管钳位三电平同步过调制算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，根据二极管钳位的三电平逆变器拓扑结构，将两相静止αβ坐标系划分为12个扇区，每个扇区进行1次参考电压矢量采样，共计12个参考电压矢量U
ref1
~ U
ref12
，将参考电压矢量的幅值U
m
与2/3倍直流母线电压U
dc
求比值得到调制度m；步骤S2，每个扇区内的参考电压矢量由最接近的小矢量、中矢量、大矢量合成；定义在任意一个扇区内，小矢量作用时间为t1，中矢量作用时间为t2，大矢量作用时间为t3，根据面积相等原理可以得出t1、t2、t3的取值范围；步骤S3，在所述t1、t2、t3的取值范围内，根据傅里叶级数展开，选取使5、7次谐波最小的t1、t2、t3的取值t
opt1
、t
opt2
、t
opt3
；步骤S4，第一扇区内，参考电压矢量U
ref1
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由pon、pnn、pon、poo、pon、pnn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由pon、pnn、pon、onn、pon、pnn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第二扇区内，参考电压矢量U
ref2
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由pon、ppn、pon、oon、pon、ppn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由pon、ppn、pon、ppo、pon、ppn、pon七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第三扇区内，参考电压矢量U
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可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由opn、ppn、opn、oon、opn、ppn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由opn、ppn、opn、ppo、opn、ppn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第四扇区内，参考电压矢量U
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可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由opn、npn、opn、opo、opn、npn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由opn、npn、opn、non、opn、npn、opn七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第五扇区内，参考电压矢量U
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可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由npo、npn、npo、opo、npo、npn、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由npo、npn、npo、non、npo、npn、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第六扇区内，参考电压矢量U
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可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由npo、npp、npo、opp、npo、npp、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由npo、npp、npo、noo、npo、npp、npo七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第七扇区内，参考电压矢量U
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可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由nop、npp、nop、opp、nop、npp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由nop、npp、nop、noo、nop、npp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第八扇区内，参考电压矢量U
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可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由nop、nnp、nop、oop、nop、nnp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由nop、nnp、nop、nno、nop、nnp、nop七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第九扇区内，参考电压矢量U
ref9
可由两个对中点电位影响
不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由onp、nnp、onp、oop、onp、nnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由onp、nnp、onp、nno、onp、nnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第十扇区内，参考电压矢量U
ref10
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由onp、pnp、onp、pop、onp、pnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由onp、pnp、onp、ono、onp、pnp、onp七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；第十一扇区内，参考电压矢量U
ref11
可由两个对中点电位影响不同，输出电压一致的脉冲序列L1、L2中的一个进行合成，其中脉冲序列L1由pno、pnp、pno、pop、pno、pnp、pno七个基本电压矢量按顺序对参考电压矢量进行合成；脉冲序列L2由pno、pnp、pno、ono、pno、pnp、pno七个基本电压矢量按...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树林，康劲松，
申请(专利权)人：希望森兰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：