[發明專利]一種三電平變流器輸出電壓估算方法

無效

• 申請號: 201110389899.7
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102403951A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 譚國俊;吳軒欽;李浩
• 申請（專利權）人: 徐州中礦大傳動與自動化有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 徐州支點知識產權代理事務所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術領域

本發明涉及一種三電平變流器輸出電壓估算方法，屬于三電平電機矢量控制技術領域，適用于三電平變流器供電的交流電機控制。

背景技術

在三電平高性能電機矢量控制系統中，輸出相電壓的準確與否對系統的性能有著很大的影響。目前傳統的方法有兩種，一種是通過輸出電壓傳感器采樣輸入到控制系統中。第二種是直接采用SVPWM的指令電壓作為實際輸出相電壓。???????????????????????????????????????

對于第一種方法，需要增加傳感器的同時必須增加相應的采樣通道數目，并且三電平變流器輸出的電壓為階梯波，用通常的瞬時采樣變換器采得的值不是實際波形在一個開關周期中的平均值，不能真實反映輸出電壓在這個開關周期的大小。對于第二種方法，窄脈沖問題是其不準確的根源，因為并不是所有輸出和SVPWM的指令電壓給定都完全相同，特別是在電機低速和高速段，窄脈沖問題更加嚴重。

同時由于三電平輸出電平比兩電平拓撲結構的多一半，而且輸出電壓矢量更是兩電平的三倍，如果直接通過輸出電壓順序，分別加上主矢量、零矢量和次矢量作用時間進行計算的話非常困難，使得控制系統的可靠性和準確性無法得到技術保障。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種三電平變流器輸出電壓估算方法，一方面簡化了三電平拓撲結構變頻器的硬件結構，另一方面提高了變流裝置的可靠性和準確性。

為了實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：一種三電平變流器輸出電壓估算方法，該估算方法的具體步驟為：

（1）、對變流器的直流母線電壓???????????????????????????????????????????????進行采樣，記錄采樣結果；

（2）、根據三電平變流器的空間矢量圖，利用坐標平移，把需要估算的電壓矢量分別定位在以V1、V2、V3、V4、V5和V6為中心的小六邊形內進行，每個小六邊形看成一個兩電平拓撲結構的空間電壓矢量圖，根據參考電壓矢量所處在的不同小六邊形，得到各個情況下參考電壓矢量、軸的平移量如下：

小六邊形號平移量平移量123456

由此可根據兩電平電壓空間矢量調制算法計算得出各個扇區主、次矢量作用時間分別為、，其中，系統的載波時間為，直流母線電壓為，參考矢量在坐標系下的分量為、，以參考矢量位于第一個小六邊形的第一扇區為例，其余各個扇區依次類推：

主矢量作用時間為：，

次矢量作用時間為：；

（3）、對于三電平拓撲結構下輸出相電壓的估算，根據線電壓伏秒平衡原則，結合（2）中計算得到的主、次矢量作用時間，得到三電平拓撲結構下輸出線電壓為：