[發明專利]一種適用于單相級聯變換器的多維均壓空間矢量調制方法

有效

• 申請號: 201811037372.6
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109245663B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 舒澤亮;林宏健;錢奕;閆晗;朱磊磊;柳明;何曉瓊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02P21/14
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種適用于單相級聯變換器的多維均壓空間矢量調制方法，所述單相級聯變換器中的AC-DC整流器包括n個級聯的子模塊，其中n為正整數；其特征在于，所述多維均壓空間矢量調制方法包括如下步驟：

步驟一、將所述n個子模塊的端口電壓對應的標幺化值組成矢量，初始時刻將所述n個子模塊的端口電壓對應的標幺化值全設為0；

步驟二、將所述單相級聯變換器的交流側輸出調制波作為參考矢量V_ref，利用兩個相鄰矢量合成所述參考矢量V_ref；將所述兩個相鄰矢量中電平值較大的一個定義為大矢量V_max，將所述兩個相鄰矢量中電平值較小的一個定義為小矢量V_min，所述大矢量V_max的電平值k_max和小矢量V_min的電平值k_min的計算方法如式(1)：

其中floor為向下取整函數，V^*_ref為所述參考矢量V_ref的標幺值；

當所述單相級聯變換器的交流側輸出調制波大于所述單相級聯變換器的三角載波時，將所述小矢量V_min作為所述n個子模塊的端口電壓對應的標幺化值組成的矢量，小矢量V_min作用時間為T_min；

當所述單相級聯變換器的交流側輸出調制波小于所述單相級聯變換器的三角載波時，將所述大矢量V_max作為所述n個子模塊的端口電壓對應的標幺化值組成的矢量，大矢量V_max作用時間為T_max；

則

T_s為一個調制周期；

步驟三、分別計算所述n個子模塊的直流側輸出電壓與平均電壓的誤差，所述平均電壓為將所述n個子模塊的直流側輸出電壓之和除以n得到的電壓值；

步驟四、將步驟三中得到的所述n個子模塊的誤差取絕對值后按從大到小的順序進行排列；

步驟五、按照步驟四排列的順序，從誤差絕對值最大的子模塊開始均壓，直到將誤差絕對值最小的子模塊均壓后完成一個調制周期內的模塊間均壓，并返回步驟三進行下一個調制周期內的模塊間均壓；

將誤差取絕對值為第i大的子模塊定義為第i個子模塊，前n-1個子模塊中對第i個子模塊進行均壓的具體方法為：

首先判斷該調制周期內未進行模塊間均壓時所述n個子模塊的總端口電平與所述小矢量V_min的電平值k_min的關系，

當該調制周期內未進行模塊間均壓時所述n個子模塊的總端口電平等于所述小矢量V_min的電平值k_min時，若第i個子模塊的直流側輸出電壓V_dci大于平均電壓V_ave，且所述單相級聯逆變器的輸入電流小于0，或第i個子模塊的直流側輸出電壓V_dci小于平均電壓V_ave，且所述單相級聯逆變器的輸入電流大于0，將第i個子模塊的端口電平Q_i增大一個單位電壓值；

當該調制周期內未進行模塊間均壓時所述n個子模塊的總端口電平不等于所述小矢量V_min的電平值k_min時，若第i個子模塊的直流側輸出電壓V_dci大于平均電壓V_ave，且所述單相級聯逆變器的輸入電流大于0，或第i個子模塊的直流側輸出電壓V_dci小于平均電壓V_ave，且所述單相級聯逆變器的輸入電流小于0，將第i個子模塊的端口電平Q_i減小一個單位電壓值；

否則將第i個子模塊的端口電平Q_i保持不變；

在對第i個子模塊進行均壓時，所述第i個子模塊的端口電平Q_i需滿足式(3)：

max[k-2(n-i)-Q₁-Q₂-...-Q_i-1,-2]≤Q_i≤min[k+2(n-i)-Q₁-Q₂-...-Q_i-1,2] (3)

其中max為取最大值函數，min為取最小值函數，k為將所述第i個子模塊進行均壓后的所述n個子模塊的總端口電平；

對第n個子模塊的均壓方法為：

首先判斷該調制周期內未進行模塊間均壓時所述n個子模塊的總端口電平與所述參考矢量的標幺值為V^*_ref的關系，當所述n個子模塊的總端口電平大于所述參考矢量的標幺值為V^*_ref時，將所述小矢量V_min的電平值k_min減去前n-1個子模塊經過均壓之后的端口電平作為第n個子模塊的目標端口電平，當該調制周期內未進行模塊間均壓時所述n個子模塊的總端口電平不大于所述參考矢量的標幺值為V^*_ref時，將所述大矢量V_max的電平值k_max減去前n-1個子模塊經過均壓之后的端口電平作為第n個子模塊的目標端口電平；隨后對所述第n個子模塊未均壓時的端口電平進行處理使得第n個子模塊均壓之后的端口電平等于所述第n個子模塊的目標端口電平。