改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法
2023-09-12 00:00:20 1
專利名稱：改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法
技術領域：
本發明涉及三電平逆變器技術領域，具體是一種改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法。
背景技術：
現有的二極體箝位式三電平逆變器與兩電平逆變器相比，具有降低對開關器件的耐壓要求，提高系統工作電壓等級，減小諧波含量，改善輸出電壓波形質量等優點，被廣泛應用於中、大功率場合。這類場合中為了充分利用直流母線電壓，往往要求逆變器運行在過調製區域，例如通過過調製運行提高逆變器負載側電機的最大轉矩，延伸電機弱磁運行範圍。在眾多二極體箝位式三電平逆變器空間矢量調製方法中普遍採用的有兩種NTV(Nearest Three Sector)和基於虛擬空間矢量的NTV。其中NTV的特點是採用三個最近的有效電壓矢量來合成參考電壓矢量，具有諧波含量小，易於DSP實現的優點，但其直流側電容中點電壓波動較大；基於虛擬空間矢量的NTV特點是採用虛擬中矢量代替傳統NTV中的有效中矢量進而對參考電壓矢量進行合成，這樣能夠有效地減小直流側電容中點電壓的波動。傳統的將這兩種方法延伸到過調製區域運行時都會遇到這樣一個普遍的問題除大矢量外的其他矢量，尤其是小矢量的作用時間十分短暫甚至為零，使得傳統的三電平逆變器空間矢量調製方法在過調製區域時失去了對中點電壓波動進行調節的能力，且輸出電平存在不經過零電位而在正、負電平之間直接跳變的問題，這在實踐過程中是不允許的。
發明內容
本發明要解決的是傳統的三電平逆變器空間矢量調製方法，在過調製運行時對直流側電容中點電壓波動難以 進行調節，同時輸出電平存在不經過零電位而在正、負電平之間直接跳變的問題，旨在提供一種改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法。為解決上述問題採用的技術方案是本發明的改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法，其特徵在於操作步驟如下
51、根據二極體箝位式三電平逆變器得到合成參考電壓矢量
^reT ；
52、將合成參考電壓矢量的幅值記為，定義合成參考電壓矢量的調製度
函數，根據調製度函數的取值範圍，確定三電平逆變器合成參考電壓矢量所在的調製區域；
53、分別對逆變器合成參考電壓矢量所在的第I過調製區域、第2過調製區域中的合成參考電壓矢量的幅值與合成參考電壓矢量的相位角進行修正，分別得到第I過調製區域、第2過調製區域中修正後的電壓矢量Kef ；
S4、採用基於虛擬空間矢量的NTV法對第I過調製區域、第2過調製區域中修正後的電壓矢量Lf進行調製。所述步驟S2所述的將合成參考電壓矢量的幅值記為Tref，定義合成參考電壓矢量調製度函數，根據調製度函數的取值範圍，確定逆變器合成參考電壓矢量
TCI
V*^所在的調製區域，其具體如下
定義調製度函數，記為《，其表達式為
權利要求
1. 一種改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法，其特徵在於操作步驟如下S1、根據二極體箝位式三電平逆變器得到合成參考電壓矢量52、將合成參考電壓矢量的幅值記為，定義合成參考電壓矢量的調製度函數，根據調製度函數的取值範圍，確定三電平逆變器合成參考電壓矢量所在的調 制區域；53、分別對逆變器合成參考電壓矢量所在的第I過調製區域、第2過調製區域中的合成參考電壓矢量的幅值與合成參考電壓矢量的相位角進行修正，分別得到第I過調製區域、 第2過調製區域中修正後的電壓矢量Kef ；54、採用基於虛擬空間矢量的NTV法對第I過調製區域、第2過調製區域中修正後的電壓矢量Lf進行調製。
2.根據權利要求1中所述的改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法，其特徵在 於，上述步驟S2所述的將合成參考電壓矢量的幅值記為Kef，定義合成參考電壓矢量*.調製度函數，根據調製度函數的取值範圍，確定逆變器合成參考電壓矢量
3.根據權利要求2中所述的改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法，其特徵在於，上述步驟S3所述的分別對逆變器合成參考電壓矢量所在的第I過調製區域、第2過調製區域中的合成參考電壓矢量的幅值與合成參考電壓矢量的相位角進行修正，分別得到第I過調製區域、第2過調製區域中修正後的電壓矢量Vmf，具體如下在靜止的α β坐標系中，每隔π/3 (rad)角度定義一個扇區,將(Γ /3 (rad)定義為第I扇區；π/3 2 π/3 (rad)定義為第2扇區；......5π/3 2π (rad)定義為第6扇區，當合成參考電壓矢量位於過調製第I過調製區域且處於第I扇區，則合成參考電壓矢量相位 refref角與合成參考電壓矢量相位角相同，合成參考電壓矢量的幅值按下式修正，其修正表達式為
全文摘要
本發明涉及一種改進的二極體箝位式三電平逆變器過調製方法，其具體步驟如下S1、根據二極體箝位式三電平逆變器得到合成參考電壓矢量V*ref；S2、定義合成參考電壓矢量V*ref的調製度函數，根據調製度函數的取值範圍，確定三電平逆變器合成參考電壓矢量V*ref所在的調製區域；S3、對逆變器合成參考電壓矢量所在的第1過調製區域、第2過調製區域中的合成參考電壓矢量的幅值與合成參考電壓矢量的相位角進行修正；S4、採用基於虛擬空間矢量的NTV法對第1過調製區域、第2過調製區域中修正後的電壓矢量Vref進行調製。該方法能對直流側電容中點電壓波動具有調節能力，避免輸出電平不經過零電位而在正、負電平之間直接跳變。保證了逆變器穩定的運行在過調製區域。
文檔編號H02M7/487GK103051230SQ201210571260
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者朱洪志, 阮智勇, 宋文祥 申請人:上海大學