带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法及系统技术方案

本公开提供一种带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法及系统，涉及三电平逆变器调制技术领域，方法包括根据三相电压的符号进行大扇区判断，得到大扇区编号；根据大扇区编号进行参考电压空间矢量修正，得到修正后的空间电压矢量；根据空间电压矢量进行小扇区判断，获取小扇区编号，计算空间矢量作用时间；计算模糊逻辑调整正负小矢量调节因子的三相PWM波形的脉冲宽度，并确定PWM波形与三相逆变器输出的对应关系，根据每个大扇区的参考电压空间矢量的原点，确定三电平下的多种对应关系，使得驱动信号在每个大扇区中对每个小扇区进行分配。本公开有效减小运算量、缩短代码长度，算法得到极大的简化。算法得到极大的简化。算法得到极大的简化。

【技术实现步骤摘要】
带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法及系统


[0001]本公开涉及三电平逆变器调制
，具体涉及带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着高压大功率电力电子装置的发展，PWM(Pulse Width Modulation脉宽调制)逆变器从两电平向三电平、多电平方向发展。二极管箝位型三电平变换器结构，开关器件电压应力低，功率管的电压应力是直流母线电压的一半，可产生多层阶梯形输出电压，波形更接近正弦波，谐波含量小，在中高压大功率变换电路中得到广泛应用，同时，该拓扑结构存在直流母线电容充放电不平衡问题，需要进行中点电压平衡控制。在三电平逆变器控制策略中，SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation空间矢量脉宽调制)调制方法直流母线电压利用率高，易于数字化实现，是目前常用的三电平脉宽调制策略，通过调整正负小矢量作用时间，可以起到中点电位平衡控制的作用。传统的三电平SVPWM算法存在大扇区划分复杂，在计算基本电压矢量作用时间时需要预先存储大量数据表格并进行多次三角函数运算，驱动信号需要在每个大扇区中对每个小扇区中进行分配太过复杂的问题。
[0004]现有方法研究《背靠背三电平PWM变换器矢量控制系统研究》中提到的大扇区判断方法既要判断新中心矢量在α轴分量、β轴分量的正负，又要比较两者幅值的大小关系，扇区划分较复杂，且划分的各扇区包含的边界线不均匀。另一项研究《三电平SVPWM算法研究及仿真》中提到的传统三电平SVPWM算法在对基本空间矢量作用时间的计算时，按照6个大扇区再分6个小扇区制定了36个区域基本矢量作用时间表，数据表庞大且容易出错。

技术实现思路

[0005]本公开为了解决上述问题，提出了带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法及系统，通过简化基于参考电压分解的三电平SVPWM算法，有效缩短代码长度，从而提高运行效率。
[0006]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0007]带有正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，包括：
[0008]获取两相dq旋转坐标系下的电压矢量并进行标幺化处理；
[0009]将电压矢量进行反PARK变换以及反CLARK变换获取到三相坐标系下的三相电压；根据三相电压的符号进行大扇区判断，得到大扇区编号；
[0010]根据大扇区编号进行参考电压空间矢量修正，得到修正后的空间电压矢量；根据空间电压矢量进行小扇区判断，获取小扇区编号，计算空间矢量作用时间；
[0011]计算模糊逻辑调整正负小矢量调节因子的三相PWM波形的脉冲宽度，并确定PWM波形与三相逆变器输出的对应关系，根据每个大扇区的参考电压空间矢量的原点，确定三电
平下的多种对应关系，使得驱动信号在每个大扇区中对每个小扇区进行分配。
[0012]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0013]带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制系统，包括：
[0014]数据获取模块，用于获取两相dq旋转坐标系下的电压矢量并进行标幺化处理；
[0015]电压变换模块，用于将电压矢量进行反PARK变换以及反CLARK变换获取到三相坐标系下的三相电压；根据三相电压的符号进行大扇区判断，得到大扇区编号；
[0016]修正模块，用于根据大扇区编号进行参考电压空间矢量修正，得到修正后的空间电压矢量；根据空间电压矢量进行小扇区判断，获取小扇区编号，计算空间矢量作用时间；
[0017]输出模块，用于计算模糊逻辑调整正负小矢量调节因子的三相PWM波形的脉冲宽度，并确定PWM波形与三相逆变器输出的对应关系，根据每个大扇区的参考电压空间矢量的原点，确定三电平下的多种对应关系，使得驱动信号在每个大扇区中对每个小扇区进行分配。
[0018]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0019]一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述的带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法中的步骤。
[0020]根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
[0021]一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法中的步骤。
[0022]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0023]本公开仅需通过判断三相电压u
a
、u
b
、u
c
电压的正负，即可完成大扇区的判断，无需角度计算或复杂判断，算法简单；
[0024]本公开通过利用作用时间中隐藏的规律，简化了带正负小矢量调节因子的三相PWM波形的脉冲宽度t
1on
、t
2on
和t
3on
的计算方法，减小运算量，节省计算时间；
[0025]本公开不需要按照6个大扇区下再分别分6个小扇区，共36种情况进行驱动信号作用时间的赋值，简化为仅根据大扇区6种情况进行驱动信号作用时间赋值，能有效缩短代码长度。
附图说明
[0026]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0027]图1为本公开实施例中的二极管箝位型三电平逆变器拓扑结构；
[0028]图2为本公开实施例中的大扇区划分流程；
[0029]图3为本公开实施例中的大扇区划分结果；
[0030]图4为本公开实施例中的三电平逆变器电压空间矢量图；
[0031]图5为本公开实施例中的第1大扇区下小扇区的划分；
[0032]图6为本公开实施例中的输入及输出量的隶属度函数图；
[0033]图7为本公开实施例中的第1大扇区第1小扇区各矢量作用时间；
[0034]图8为本公开实施例中的调制方法流程图。
具体实施方式：
[0035]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0038]实施例1
[0039]本公开的一种实施例中提供了一种带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，步骤包括：
[0040]步骤一：根据控制系统中得到的两相dq旋转坐标系下的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，其特征在于，包括：获取两相dq旋转坐标系下的电压矢量并进行标幺化处理；将电压矢量进行反PARK变换以及反CLARK变换获取到三相坐标系下的三相电压；根据三相电压的符号进行大扇区判断，得到大扇区编号；根据大扇区编号进行参考电压空间矢量修正，得到修正后的空间电压矢量；根据空间电压矢量进行小扇区判断，获取小扇区编号，计算空间矢量作用时间；计算模糊逻辑调整正负小矢量调节因子的三相PWM波形的脉冲宽度，并确定PWM波形与三相逆变器输出的对应关系，根据每个大扇区的参考电压空间矢量的原点，确定三电平下的多种对应关系，使得驱动信号在每个大扇区中对每个小扇区进行分配。2.如权利要求1所述的带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，其特征在于，根据三相电压的符号进行大扇区判断，得到大扇区编号的步骤为：S1.将电压矢量进行反PARK变换得到αβ坐标系下的参考电压，再将参考电压由αβ坐标系经过反CLARK变换到abc三相坐标系；S2.根据三相坐标系下三相电压u
a
、u
b
、u
c
的符号进行大扇区判断划分；如果u
a
＞0，则A＝1；如果u
a
＜0，则A＝0；如果u
a
＝0，则进一步判断u
b
的符号，如果u
b
＞0，则A＝1，否则，A＝0；如果u
b
＞0，则B＝1；如果u
b
＜0，则B＝0；如果u
b
＝0，则进一步判断u
c
的符号，如果u
c
＞0，则B＝1，否则，B＝0；如果u
c
＞0，则C＝1；如果u
c
＜0，则C＝0；如果u
c
＝0，则进一步判断u
a
的符号，如果u
a
＞0，则C＝1，否则，C＝0；S3.根据上述A、B、C的值计算得到大扇区编号。3.如权利要求1所述的带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，其特征在于，根据大扇区编号进行参考电压空间矢量修正，得到修正后的空间电压矢量的方法为结合大扇区编号及6个两电平空间矢量的原点，进行参考电压空间矢量修正。4.如权利要求1所述的带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，其特征在于，根据空间电压矢量进行小扇区判断划分，获取小扇区编号的方法为：参考两电平电压空间矢量扇区判断方法及大扇区划分流程，定义三个符号函数判断小扇区并获取小扇区编号。5.如权利要求1所述的带正负小矢量调节因子的三电平脉宽调制方法，其特征在于，计算矢量作用时间t
c
和t
z
，在三电平中，t
c
对应先作用的矢量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱孟美，周广旭，宋宁冉，郭磊，慕永云，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：