[發明專利]一種基于H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法

有效

• 申請號: 201710654230.3
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107302318B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 王翠;朱能飛;甘江華;崔曉斌;徐鍵;張興旺;曾瑄
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司 44380
• 代理人: 黃美成

本發明公開了一種基于H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法，針對空間矢量調制算法隨著級聯單元數的增加，基本矢量大大增加，存在大量的冗余開關狀態矢量，開關狀態矢量的選擇及其作用時間計算極為復雜等問題，本發明基于α′?β′坐標系，利用移相空間矢量調制策略實現H橋級聯多電平逆變器的控制，即用兩電平的空間矢量調制方法進行適當的移相實現級聯多電平逆變器的控制，將級聯多電平逆變器的每一個H橋逆變單元分為左半橋臂和右半橋臂，采用兩電平空間矢量調制，獲得左半橋臂控制信號，把該信號移相180°作為右半橋臂控制信號，級與級之間相應橋臂的控制信號相位互差π/kn。本調制方法簡單，易于實施，且應用擴展性好。

技術領域

本發明屬于逆變器調制領域，涉及一種基于H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法。

背景技術

由于受電力電子器件電壓和容量的限制，傳統的兩電平逆變器通常采用“高-低-高”方式經變壓器降壓和升壓獲得高壓大功率變換，或采用多個小容量逆變單元經多繞組變壓器多重化實現高壓大功率變換，這兩種高壓大功率變流器的系統效率比較低，人們希望利用直接高壓逆變技術提高系統效率。因此，基于電力電子器件直接串聯和并聯的高壓大功率兩電平逆變技術被研究，然而，由于電力電子器件的特性，串并聯電力電子器件對動靜態均壓、均流的要求非常高，且這種兩電平變流器的輸出電壓諧波含量高，輸出濾波器設計復雜，不適合實際應用。基于上述原因，級聯多電平逆變技術被廣泛應用于高壓大功率變流器中。

級聯多電平逆變器的調制方法主要分為最近電平調制、載波層疊調制、載波移相調制、空間矢量調制等。級聯多電平逆變器空間矢量調制方法與載波調制方法相比，具有諧波特性好、電壓利用率高、開關損耗低、便于數字實現等優點。

但空間矢量調制方法隨著級聯單元數n的增加，基本矢量數量大大增加，且對應一個基本矢量，其存在多個冗余開關狀態矢量，開關狀態矢量的選擇及其作用時間計算極為復雜，開關狀態矢量切換路徑多樣，導致空間矢量調制方法實現困難。

因此，有必要設計一種針對H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法，該基于H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法調制簡單，易于實施，且應用擴展性好。

發明的技術解決方案如下：

一種基于H橋級聯多電平逆變器的移相空間矢量調制方法，基于兩電平空間矢量調制的參考矢量軌跡模型進行矢量調制，所述的兩電平空間矢量調制的參考矢量軌跡模型是指基于α′-β′坐標的參考矢量軌跡模型；

將傳統空間矢量調制技術所采用的α-β坐標系經過逆時針旋轉45°并壓縮軸向比例所得到的坐標系即為α′-β′坐標系，有：

在α′-β′坐標系中，有：

其中，α′和β′分別表示α′-β′坐標系的橫坐標和縱坐標，a、b、c分別表示級聯多電平逆變器一級的三相輸出電平，a、b、c可以取0和1兩個電平，0表示低電平，1表示高電平；