[發(fā)明專利]一種三電平三維SVPWM中γ分量的合成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510858992.6
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105471299A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉;鄒愛龍;李剛;孫小平;劉嘉;劉婉麗;吳平志
• 申請（專利權(quán)）人: 中船重工鵬力（南京）新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三電平三維SVPWM中γ分量的合成方法，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在APF或者SVG產(chǎn)品中，如圖1所示，經(jīng)常采用中點鉗位（NPC）三相三線制三電平拓 撲，該拓撲在直流側(cè)母線電容電壓的均壓或者帶不平衡負載時，需要在三電平的SVPWM中合 成縱軸坐標γ，即需要在三維空間進行SVPWM調(diào)制。

如圖2所示，單相的NPC三電平拓撲，對于每一相來說，可以輸出三種電平：+Udc，0 和-Udc（Udc為直流母線電容電壓），對于三相的三電平拓撲則會有3³=27種開關(guān)矢量，這27 個開關(guān)矢量形成了三相三電平的矢量空間。將每一種開關(guān)矢量輸出的三相電壓Uoa、Uob、 Uoc的abc坐標經(jīng)過Clark變換變換到αβγ坐標系下，得到27個開關(guān)矢量的Clark變換坐標， 結(jié)果如表1所示。將27個開關(guān)矢量在αβ平面的投影繪制在αβ平面上可以得到三電平二維矢 量空間，該矢量空間組成了一個大六邊形，如圖3所示，圖中帶箭頭的線段即為開關(guān)矢量，所 有的矢量起點為大六邊形的中心點，終點為箭頭，開關(guān)矢量以終點表示。其中6對正小矢量 和負小矢量的投影是分別重合在一起的，比如V₃為負小矢量，V₉為正小矢量，它們在αβ平面 上的投影是重合的。零矢量V₀、V₁、V₂在αβ平面上的投影是大六邊形中心點，用V_1,2,3表示。

注：表中的Udc為三電平逆變器的直流母線電容上的電壓。

現(xiàn)有的三電平SVPWM調(diào)制方法是首先把三電平二維矢量空間劃分為大四邊形區(qū)域 和小正三角形區(qū)域。以大六邊形的一個頂點及其相鄰兩條大六邊形邊的中點和大六邊形中 心點組成的四邊形為大四邊形，矢量空間共可以劃分為6個大四邊形，按照逆時針方向編號 為N（N=1,2,3,4,5,6）。如圖3所示，V₂₁V₁₅V_0,1,2V₂₀即為一個大四邊形，其編號N=1。以開關(guān)矢量 的終點組成的小正三角形區(qū)域為小正三角形，V₂₁V₁₅V₉(V₃)即為一個小正三角形。在一個大 四邊形中包含6個全部或者部分小正三角形，這6個小正三角形按照逆時針編號為M（M=1,2, 3,4,5,6）,相鄰兩個大四邊形邊界上的小正三角形是共用的。大四邊形V₂₁V₁₅V_0,1,2V₂₀中六個 小正三角形編號為M=1,2,3,4,5,6，其中N=1，M=2編號的小正三角形與N=2，M=6編號的小正 三角為同一個小正三角形。因此確定一個小正三角形需要知道小正三角形所在的大四邊形 編號N，和在該大四邊形內(nèi)小正三角形的編號M。每個小三角形的頂點中必包含一對重合在 一起的正負小矢量投影的終點，其余兩個頂點為其它矢量投影的終點，因此一個小三角形 的頂點包含了3種矢量投影的終點。三電平二維SVPWM調(diào)制只合成了參考矢量的投影（α_r, β_r），沒有合成γ_r坐標，現(xiàn)有的三電平三維SVPWM調(diào)制在合成γ坐標時，只是通過分配一對正 負小矢量的作用時間來合成γ坐標，而沒有將其它作用矢量的γ坐標考慮進來，因此其調(diào) 制的準確度不高，而且由于忽略了其它矢量的γ坐標，因此其調(diào)制范圍也會一定程度的減 小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在三電平二維SVPWM調(diào)制的基礎(chǔ)上，提供了一種三電平三維SVPWM中γ分量 的合成方法，將二維矢量空間由外向內(nèi)分為外層區(qū)域、中層區(qū)域、內(nèi)層區(qū)域，并針對每一層 區(qū)域中矢量合成的特點來選擇不同的矢量，合成γ分量，提高了合成γ分量的準確性。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種三電平三維SVPWM中γ分量的合成方法，包括以下步驟：

第一步，將三電平二維矢量空間由外向內(nèi)分為三層區(qū)域：外層區(qū)域、中層區(qū)域、內(nèi)層區(qū) 域。

第二步，根據(jù)現(xiàn)有的三電平二維SVPWM調(diào)制方法計算出參考矢量在αβ平面的投影 區(qū)域的編碼值，以及在該區(qū)域內(nèi)三種矢量的作用時間。