一種新型的五電平逆變器七段式svpwm調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法，主要包括：扇區(qū)判別和扇區(qū)旋轉(zhuǎn)歸一、小三角形區(qū)域判斷、矢量作用時(shí)間計(jì)算、七段式矢量輸出控制信號(hào)生成、輸出七段式三相空間電壓矢量以及死區(qū)控制和解碼。本發(fā)明的有益效果是：該五電平逆變器SVPWM算法易于理解，通過(guò)扇區(qū)歸一處理，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算，且在整個(gè)算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中不含有三角函數(shù)運(yùn)算，便于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。無(wú)論是用DSP或FPGA都容易實(shí)現(xiàn)該算法，而且可以很容易地?cái)U(kuò)展到更多電平逆變器的SVPWM調(diào)制中去，對(duì)交流變頻系統(tǒng)具有重要的實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】—種新型的五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]多電平逆變器與傳統(tǒng)的兩電平逆變器相比，具有如控制方式靈活，輸出電壓諧波含量低，逆變效率高，適合于高壓大功率輸出等優(yōu)點(diǎn)，受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，二極管箝位三電平逆變器在中高壓、大功率變頻調(diào)速和電力有源濾波等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是如果想要獲得更高的輸出電壓、更大的輸出功率的話，就需要應(yīng)用能夠輸出更多電平數(shù)、電壓等級(jí)更高的多電平逆變器。
[0003]多電平逆變器的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)有好幾種，這其中空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)以其易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)，電壓利用率高等優(yōu)點(diǎn)，成為多電平逆變器多種PWM調(diào)制方法中應(yīng)用最為廣泛的方法之一。目前，SVPWM算法的研究及應(yīng)用主要還是針對(duì)兩電平和三電平逆變器電路，而對(duì)五電平及更高電平數(shù)的多電平逆變器的SVPWM方法研究較少。隨著電平數(shù)的增加，空間矢量成幾何級(jí)數(shù)增加，因而使得多電平逆變器的SVPWM算法變得非常復(fù)雜。
[0004]多電平逆變器的SVPWM算法的基本原理與兩電平逆變器的SVPWM算法是一樣，關(guān)鍵是需要一個(gè)簡(jiǎn)化且有效的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)于五電平及以上多電平逆變器的SVPWM算法，國(guó)內(nèi)外行之有效的解決方法較少，對(duì)SVPWM算法的具體數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法缺乏細(xì)致的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的五電平逆變器SVPWM調(diào)制方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方法是:一種五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟:
[0007]a、利用參考電壓原始值判斷其所處扇區(qū)，當(dāng)參考電壓不是位于第I扇區(qū)時(shí)，要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)歸一化處理，將其它扇區(qū)都?xì)w為第I扇區(qū)；
[0008]b、利用經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)歸一化處理后所得到的新的參考電壓坐標(biāo)值判斷其所處小三角形區(qū)域以及利用伏秒平衡公式計(jì)算出相應(yīng)小三角形對(duì)應(yīng)的各矢量作用時(shí)間，伏秒平衡公式如下:
[0009]UrefTs=U1T1+U2T2+U3T3
[0010]TATdT3=Ts
[0011]C、將計(jì)算出的三矢量作用時(shí)間經(jīng)過(guò)處理得到七段式三相輸出空間電壓矢量控制信號(hào)Tn ；
[0012]d、根據(jù)參考電壓所在扇區(qū)N、所處小三角形區(qū)域η以及輸出三相電壓矢量控制信號(hào)Tn的值查表輸出七段式三相電壓矢量；
[0013]e、經(jīng)過(guò)解碼和死區(qū)時(shí)間設(shè)定得到24路PWM信號(hào)。[0014]進(jìn)一步的，利用如下十二條規(guī)則判斷參考電壓所在小三角形區(qū)域:
[0015]規(guī)則一:Uref0 ≥ 3Ue
[0016]規(guī)則二:3Ue ≥ Uref0 ≥ 2U0
[0017]規(guī)則三:2Ue≥ Urefe ≥ Ue
[0018]規(guī)則四:Urefe>Ue
【權(quán)利要求】
1.一種五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: a、利用參考電壓原始值判斷其所處扇區(qū)，當(dāng)參考電壓不是位于第I扇區(qū)時(shí)，要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)歸一化處理，將其他扇區(qū)都?xì)w為第I扇區(qū)； b、利用經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)歸一化處理后所得到的新的參考電壓坐標(biāo)值判斷其所處小三角形區(qū)域以及利用伏秒平衡公式計(jì)算出相應(yīng)小三角形對(duì)應(yīng)的各矢量作用時(shí)間，伏秒平衡公式如下；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法，其特征在于:利用如下十二條規(guī)則判斷參考電壓所在小三角形區(qū)域:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法，其特征在于:兩相鄰小三角形區(qū)域采用正反循環(huán)的方法輸出七段式三相電壓矢量以降低開(kāi)關(guān)頻率和避免在小三角形區(qū)域切換和扇區(qū)切換時(shí)發(fā)生矢量突變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述五電平逆變器七段式SVPWM調(diào)制方法，其特征在于:查表獲得七段式三相空間電壓矢量，矢量表根據(jù)參考電壓所在扇區(qū)N (I~6)、小三角形區(qū)域η (I~16)以及矢量輸出段控制信號(hào)Tn (I~7)來(lái)共同決定輸出哪一組三相電壓矢量。
【文檔編號(hào)】H02M7/487GK103457502SQ201310184975
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】王輝, 譚維勝, 高劍, 羅德榮, 李孟秋 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)