[發明專利]基于25個空間矢量的電流型多電平逆變器及控制方法

無效

• 申請號: 201010191172.3
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101908830A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 姜志成;常國祥;李雯;劉岫嶺;江曉林
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技學院
• 主分類號: H02M7/44
• 分類號: H02M7/44
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所 44241
• 代理人: 陳潤生

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，特別是涉及一種基于25個基本空間矢量的多電平電流型逆變器，適用于高壓大功率場合。

背景技術

現有的用于電流型多電平逆變器調制策略通常為SVPWM空間矢量脈沖調制法和TPWM梯形波調制法，SVPWM法具有動態響應快，輸出電流利用率高等優點。多電平逆變器應用領域主要是中壓大功率的場合，比如高壓變頻調速，電力網無功補償，諧波抑制等。多電平與兩電平相比，他的優勢是輸出的諧波小。而且電平數越多則輸出的功率越大，諧波越小。相應的使用的功率開關器件也就越多。SVPWM是一種逆變的控制方法，和SPWM相比，具有輸出諧波小，實時性好的優點。一般好的控制器多用SVPWM控制。如果將多電平和SVPWM控制結合起來，則得到大功率的高性能提速系統，但帶來的問題是調制比較困難，因為電平數越多則基本空間矢量數就會越多，而且成指數型增長，其關系為3n，比如n等于3時，即3電平，則有27種開關組合狀態，除去冗余開關狀態，有19個基本空間矢量。但通常的方法只有19個基本空間矢量，因而在中低調制度時由于所選擇的空間矢量較少，則輸出的諧波較大。

發明內容

本發明的目的是為了解決電流型逆變器在中低調制度時降低輸出的諧波的技術問題，設計了基于25個空間矢量的電流型多電平逆變器及控制方法，在原有19個空間矢量的基礎上又增加了6個空間矢量，通過對25空間矢量選取的控制，在低調制度時具有更小的諧波含量。

本發明為實現發明目的采用的技術方案是，基于25個空間矢量的電流型多電平逆變器及控制方法，以上逆變器電路中包括移相輸出電路，逆變器借助移相輸出電路移相形成矢量分布實現電流逆變，上述的逆變器電路中還包括有開關管組、開關選通編碼電路、CPU以及存儲有配套軟件指令的存儲單元，CPU借助存儲單元中的指令輸出控制信號至開關選通編碼電路的輸入端，開關選通編碼電路進行編碼，并輸出編碼電平信號至移相輸出電路中的開關管組，移相輸出電路借助開關管組的開關狀態輸出25種電流空間矢量，所述逆變器借助25種電流空間矢量實現電流逆變調制。

本發明的有益效果是：在不改變原兩單元并聯組合電流型逆變器主拓撲結構的基礎上，以及保證三相負載對稱條件，將電流型逆變器脈寬調制的空間矢量由原19個擴展為25個，該方法比一般空間矢量多6個矢量，由于新生成的6個矢量的模是中大矢量的一半，使得在低調制度時多了一倍的空間矢量，因此具有更小的諧波含量。

下面結合附圖對本發明進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的逆變器原理框圖。

圖2是本發明的電流型逆變器的移相輸出電路的原理圖。

圖2a-圖2e是圖1中通過對開關管的選通得到的實際拓撲和電流回路。

圖3是本發明的空間矢量分布圖。

圖1中，1是移相輸出電路，1-1是開關管組，2是開關選通編碼電路，3是存儲單元。

圖2中S_11-16、S_21-26為開關管，L₁、L₂為續流電感，V_dc1、V_dc2為電壓源，L_a、L_b、L_c為負載電感，R_a、R_b、R_c、為負載電阻。

圖2a-2e中，i₁，i₂為獨立電流源，A相、B相、C相為三相對稱負載。

圖3中，I₁、I₂、I₃、I₄、I₅、I₆是大矢量，I₇、I₈、I₉、I₁₀、I₁₁、I₁₂是中大矢量，I₁₃、I₁₄、I₁₅、I₁₆、I₁₇、I₁₈是中小矢量，I₁₉、I₂₀、I₂₁、I₂₂、I₂₃、I₂₄是小矢量，I₀為是零矢量。

具體實施方式