逆变电路的控制方法技术

本申请公开了一种逆变电路的控制方法，属于电力电子技术领域。该方法包括：基于逆变电路，构建回路模型；对回路模型进行离散化处理，再根据线电压幅值，确定空间矢量图的扇区和双矢量，以使功率开关在整个周期内的切换次数最少，从而减小开关损耗；基于双矢量，确定参考电流，在每个周期内通过两个矢量来跟踪参考电流，降低输出电流谐波；根据参考电流和无权重因子的价值函数，确定价值函数计算结果，无权重因子的价值函数可减少计算量；基于价值函数计算结果，确定双矢量占空比，从而基于双矢量占空比，控制功率开关管的通断，以产生PWM波驱动逆变电路工作。该方法可以简化控制策略，减小开关损耗，降低输出电流的谐波，减小计算量。减小计算量。减小计算量。

【技术实现步骤摘要】
逆变电路的控制方法


[0001]本申请涉及电力电子
，特别涉及一种逆变电路的控制方法。

技术介绍

[0002]逆变电路可以将直流电转换成交流电，从而为负载进行供电。逆变电路一般包括较多的开关器件，并基于简单的桥式逆变电路进行拓扑，对逆变电路的开关器件进行控制，从而使输出端输出多电平以满足电力需求。
[0003]目前的控制方法往往通过计算多个矢量和包含权重因子的价值函数以对逆变电路进行控制，控制策略较为复杂，开关损耗大，输出电流谐波较大，计算量大。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种逆变电路的控制方法，可以简化控制策略，减小开关损耗，降低输出电流谐波，减小计算量。
[0005]具体而言，包括以下的技术方案：
[0006]本申请实施例提供了一种逆变电路的控制方法，逆变电路包括两个直流电压源、八个功率开关管、两个滤波电感和一个负载电阻，所述逆变电路具有a和b两相，每一相具有4个功率开关管S
x1
～S
x4
，x∈{a,b}，在a相中，S
a1
的第一端通过第一节点与直流电压源u
p
的正极连接，直流电压源u
p
的负极通过第二节点与直流电压源u
n
的正极连接，S
a1
的第二端通过第四节点与S
a2
的第一端连接，S
a2
的第二端连接至第二节点，S
a3
的第一端连接至第四节点，S
a3/>的第二端通过第五节点与S
a4
的第一端连接，S
a4
的第二端通过第三节点与直流电压源u
n
的负极连接，直流电压源u
p
的数值是直流电压源u
n
的数值的两倍，所述逆变电路a和b两相之间的线电压具有七个电压值等级，所述方法包括：
[0007]基于所述逆变电路，构建回路模型；
[0008]对所述回路模型进行离散化处理；
[0009]根据a和b两相之间的线电压的幅值，确定所述逆变电路所对应的空间矢量图的扇区和所述扇区的双矢量，其中，所述扇区的个数与所述电压值等级相对应，所述扇区的个数为六，所述双矢量分别为满足使所述逆变电路中的功率开关在整个周期内的切换次数最少的条件的a和b两相的输出的电压；
[0010]基于所述双矢量，确定参考电流；
[0011]根据所述参考电流和无权重因子的价值函数，确定价值函数的计算结果；
[0012]基于所述价值函数的计算结果，确定所述双矢量的占空比；
[0013]基于所述双矢量的占空比，控制所述功率开关管的通断，以产生脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)波驱动所述逆变电路工作。
[0014]在一些实施例中，在b相中，S
b1
的第一端通过第一节点与直流电压源u
p
的正极连接，S
b1
的第二端通过第六节点与S
b2
的第一端连接，S
b2
的第二端连接至第七节点，S
b3
的第一端连接至第六节点，S
b3
的第二端通过第七节点与S
b4
的第一端连接，S
b4
的第二端通过第二节
点与直流电压源u
n
的负极连接，所述第五节点和所述第七节点之间包括依次串联的滤波电感L
a
、负载电阻R和滤波电感L
b
，根据如下公式，基于所述逆变电路，构建回路模型：
[0015][0016]其中，u
ab
为所述逆变电路a和b两相之间的线电压，L为所述滤波电感L
a
和滤波电感L
b
的数值总和，R为所述负载电阻R的数值，i
a
为流经滤波电感L
a
的输出电流的电流值，t为时间。
[0017]在一些实施例中，根据如下公式，对所述回路模型进行离散化处理：
[0018][0019]其中，u
*ab
(k)和i
*a
(k+1)分别为第k和第k+1时刻的参考电压和参考电流。i
a
(k)为第k时刻的瞬间的输出电流，T是采样周期。
[0020]在一些实施例中，所述直流电压源u
n
的数值为E，所述逆变电路a相和b相的电压共有九种组合状态，所述逆变电路a和b两相之间的线电压具有
‑
3E、
‑
2E、
‑
E、0、E、2E和3E七个电压值等级，所述根据a和b两相之间的线电压的幅值，确定所述逆变电路所对应的空间矢量图的扇区和所述扇区的双矢量，包括：
[0021]基于所述逆变电路a和b两相之间的线电压具有
‑
3E、
‑
2E、
‑
E、0、E、2E和3E七个电压值等级，将所述逆变电路所对应的空间矢量图的扇区划分成六个扇区；
[0022]根据所述逆变电路中的功率开关在整个周期内的切换次数最少的原理，确定所述扇区的双矢量。
[0023]在一些实施例中，所述无权重因子的价值函数如下：
[0024]g(k)＝|i
a*
(k+1)
‑
i
a
(k+1)|
[0025]其中，g(k)为所述价值函数，i
a
(k+1)为第k+1时刻的瞬间的输出电流。
[0026]在一些实施例中，根据如下公式，计算i
a
(k+1)：
[0027][0028]其中，u
ab
(k)为第k时刻的瞬间的输出电压。
[0029]在一些实施例中，根据如下公式，基于所述价值函数的计算结果，确定所述双矢量的占空比：
[0030][0031][0032]其中，d1(k)为所述双矢量中的第一个矢量的占空比，d2(k)表示的是所述双矢量中的第二个矢量的占空比，g1(k)为所述双矢量中的第一个矢量的价值函数的计算结果，g2(k)为所述双矢量中的第二个矢量的价值函数的计算结果。
[0033]本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
[0034]本申请实施例提供了一种逆变电路的控制方法，基于逆变电路，构建回路模型；对
回路模型进行离散化处理，再根据a和b两相之间的线电压的幅值，确定逆变电路所对应的空间矢量图的扇区和扇区的双矢量，以使逆变电路中的功率开关在整个周期内的切换次数最少，从而减小开关损耗；基于双矢量，确定参考电流，从而在每个周期内通过两个矢量来跟踪参考电流，降低输出电流谐波；根据参考电流和无权重因子的价值函数，确定价值函数的计算结果，无权重因子的价值函数可以减少计算量；基于价值函数的计算结果，确定双矢量的占空比，从而基于双矢量的占空比，控制功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.逆变电路的控制方法，逆变电路包括两个直流电压源、八个功率开关管、两个滤波电感和一个负载电阻，所述逆变电路具有a和b两相，每一相具有4个功率开关管S
x1
～S
x4
，x∈{a,b}，在a相中，S
a1
的第一端通过第一节点与直流电压源u
p
的正极连接，直流电压源u
p
的负极通过第二节点与直流电压源u
n
的正极连接，S
a1
的第二端通过第四节点与S
a2
的第一端连接，S
a2
的第二端连接至第二节点，S
a3
的第一端连接至第四节点，S
a3
的第二端通过第五节点与S
a4
的第一端连接，S
a4
的第二端通过第三节点与直流电压源u
n
的负极连接，直流电压源u
p
的数值是直流电压源u
n
的数值的两倍，所述逆变电路a和b两相之间的线电压具有七个电压值等级，其特征在于，所述方法包括：基于所述逆变电路，构建回路模型；对所述回路模型进行离散化处理；根据a和b两相之间的线电压的幅值，确定所述逆变电路所对应的空间矢量图的扇区和所述扇区的双矢量，其中，所述扇区的个数与所述电压值等级相对应，所述扇区的个数为六，所述双矢量分别为满足使所述逆变电路中的功率开关在整个周期内的切换次数最少的条件的a和b两相的输出的电压；基于所述双矢量，确定参考电流；根据所述参考电流和无权重因子的价值函数，确定价值函数的计算结果；基于所述价值函数的计算结果，确定所述双矢量的占空比；基于所述双矢量的占空比，控制所述功率开关管的通断，以产生PWM波驱动所述逆变电路工作。2.根据权利要求1所述的一种逆变电路的控制方法，在b相中，S
b1
的第一端通过第一节点与直流电压源u
p
的正极连接，S
b1
的第二端通过第六节点与S
b2
的第一端连接，S
b2
的第二端连接至第七节点，S
b3
的第一端连接至第六节点，S
b3
的第二端通过第七节点与S
b4
的第一端连接，S
b4
的第二端通过第二节点与直流电压源u
n
的负极连接，所述第五节点和所述第七节点之间包括依次串联的滤波电感L
a
、负载电阻R和滤波电感L
b
，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振刚，刘兆伟，马磊，黄理亮，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：