[發明專利]實施矢量調制來控制三相逆變器的方法

在審

• 申請號: 201580067323.5
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN107925379A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 克哈利爾·埃爾-克哈姆利奇-德里西;阿巴斯·德卡尼奇亞德伊;克里斯托夫·帕司基
• 申請（專利權）人: 克萊蒙奧弗涅大學;法國國家科研中心;西格瑪克萊蒙工程師學校
• 主分類號: H02P27/12
• 分類號: H02P27/12
• 代理公司: 北京漢德知識產權代理事務所(普通合伙)11328
• 代理人: 陳曦,錢鶯勤

技術領域

本發明涉及電力電子學領域。

本發明更具體地涉及一種實施矢量調制技術來控制三相逆變器的方法。

背景技術

現有技術中已知有科學論文“Optimal Common-Mode Voltage Reduction PWM Technique for Inverter Control With Consideration of the Dead-Time Effects–Part I:Basic Development”(Yen-Shin Lai以及Fu-San Shyu–IEEE Transactions on Industry Applications.2004年11月/12月第40卷第6期)。此科學論文涉及脈寬調制(Pulse Width Modulation，PWM)技術，更具體地涉及減小共模電壓。

現有技術中還已知美國專利申請US2014/0070736(“BayerischeMotoren Werke Aktiengesellschaft”–BMW AG)，其描述了一種電力電子設備和一種用于電機并儲存電能的控制方法。此美國專利申請描述了一種電力電子器件結構，其包括可與一個電機相連的一個逆變器，以及可與兩個電能儲存裝置相連的至少一個半橋。兩個電能儲存裝置中的一個電能儲存裝置至少臨時地向電機供電，另一個電能儲存裝置至少臨時地通過電機和其中一個半橋向至少來自兩個電能儲存裝置的另一個電能儲存裝置充電。因此，用于切換電力電子器件的控制方法是根據空間矢量調制原理工作的。

現有技術中已知有空間矢量調制(Space Vector Modulation，SVM)型調制。其為以數字方式實施來控制三相逆變器的方法。此方法尤其在電動車中實施。SVM型調制使用對應于單獨切換組態的矢量來生成參考電壓。圖1示出了一個三相逆變器結構。各矢量來源于以二進制方式表示的特定組合。對于三相逆變器，如圖1中所示，有8(2³)種可能的組合。下表1表示基于切換函數的各矢量以及各相對應的電壓，其中“0”表示斷開(“OFF”)且“1”表示閉合(“ON”)。

表1：對應于切換邏輯的矢量

基于數學轉換，SVM方法適用于對“數字微處理器”型處理器進行編程。

在傳統SVM方法中，共模電壓(common-mode voltage，CMV)可取以下值：根據所用矢量，+/-V_dc/2或+/-V_dc/6。在切換期間，共模電壓可變化+/-V_dc/3。導致漏泄電流的共模電流或CMC與CMV電平的變化成正比。

用于減小共模電壓的方法也于近期提出。

發明內容

本發明旨在通過提出一種控制方法來彌補現有技術的缺點，該方法提供優于現有技術方法的性能，尤其在用于電動車輛方面的性能。

為此，本發明在其最普遍的意義上涉及一種控制包括至少一個六開關逆變器的一個系統的方法，所述至少一個六開關逆變器與一個蓄電池相連并且由一個處理器控制，所述方法實施矢量調制，特征在于其能夠通過適當的控制邏輯來防止所述蓄電池消耗的電流變為零安培。

根據本發明的方法能夠獲得以下結果：

·提高效率；

·減小共模電壓和電流；

·減小電磁兼容性的影響；

·限制蓄電池處獲得的電流的波動；以及

·減小DC總線的濾波器的尺寸。

根據本發明的方法能夠限制DC總線(尤其蓄電池)的突然性和周期性載荷，并且減少切換損耗。

通過本發明，蓄電池使用壽命和電力以及電動化組件的使用壽命得以增加。本發明能夠增加系統的使用壽命，同時增強適應性。

有利的是，根據本發明的方法無需添加其他組件。這樣可以不會導致生產成本增加。

根據一個實施方式，該方法包括將一個呈圓形的矢量修改成可轉移至一個六邊形的各邊的另一種形式的一個步驟，所述另一種形式隨參考矢量的半徑而變化。

根據一個實施方式，該方法包括計算產生一個零矢量時間(zero time)的一個步驟，以及將此時間分配給附近的矢量的一個步驟，將其中占百分比為k分配給各扇區中的第一矢量并將其中占百分比為(1-k)分配給第二矢量，其中k在0到1之間。