[發(fā)明專利]基于三維坐標系的快速三相空間矢量調制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811038692.3
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109149983B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 舒澤亮;林宏健;朱磊磊;閆晗;姚家煊;錢奕;何曉瓊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M1/12
• 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.基于三維坐標系的快速三相空間矢量調制方法，適用于三相多電平變換器，其特征在于，所述快速三相空間矢量調制方法包括如下步驟：

a、將所述三相多電平變換器輸入端的三相電壓瞬時值的標幺值V_a、V_b和V_c根據(jù)公式(1)計算得到三個參考矢量V_ab、V_bc和V_ca，并以所述三個參考矢量V_ab、V_bc和V_ca作為x軸、y軸和z軸的變量建立三維坐標系；

根據(jù)公式(2)計算所述三維坐標系下參考電壓矢量V_ref；

V_ref＝(n-1)[V_ab，V_bc，V_ca]^T (2)

其中n表示所述三相多電平變換器的電平數(shù)，T表示轉置矩陣；

b、利用三個調制矢量來合成所述參考電壓矢量V_ref，所述三個調制矢量在所述三維坐標系中對應的三個點構成一個調制三角形，根據(jù)公式(3)計算所述調制三角形中離所述三維坐標系的原點最近的點表示的調制矢量所對應的三相開關狀態(tài)(S_a，S_b，S_c)：

其中int表示取整函數(shù)，&為與函數(shù)，表示左右條件需同時滿足；

剩余的冗余開關狀態(tài)根據(jù)公式(4)計算得到：

[N+S_a,N+S_b,N+S_c]^T (4)

其中N為正整數(shù)且0≤N≤n-1-max(S_a，S_b，S_c)，max為取最大值函數(shù)；

c、根據(jù)公式(5)將所述調制三角形中離所述三維坐標系的原點最近的點表示的調制矢量所對應的三相開關狀態(tài)(S_a，S_b，S_c)映射到所述三維坐標系中：

并根據(jù)公式(6)得到所述調制三角形中離所述三維坐標系的原點最近的點映射到所述三維坐標系中的映射點矢量OP₁：

OP₁＝V_dc[S_ab S_bc S_ca]^T (6)

其中V_dc表示所述三相多電平變換器的直流鏈電壓；

根據(jù)公式(7)計算所述三維坐標系的兩電平空間參考矢量V_ref1：

V_ref1＝V_ref-OP₁ (7)

則所述三維坐標系下所述兩電平空間參考矢量V_ref1的三個參考矢量V_m1、V_n1和V_p1分別為：

d、一個調制周期內，所述調制矢量第i相開關狀態(tài)為S_i或S_i+1，i為a、b或c任一相，根據(jù)所述兩電平空間參考矢量V_ref1的三個參考矢量V_m1、V_n1和V_p1計算所述調制矢量的開關狀態(tài)(S_a+1，S_b+1，S_c+1)對應的占空比D_a、D_b和D_c；

當參考矢量V_m1和V_n1均為正數(shù)或均為負數(shù)時，占空比D_a為(1-V_p1)/2，占空比D_b為(1-V_m1+V_n1)/2，占空比D_c為(1+V_p1)/2；

當參考矢量V_m1和V_p1均為正數(shù)或均為負數(shù)時，占空比D_a為(1-V_m1+V_p1)/2，占空比D_b為(1-V_m1-V_p1)/2，占空比D_c為(1-V_n1)/2；

當參考矢量V_n1和V_p1均為正數(shù)或均為負數(shù)時，占空比D_a為(1-V_n1-V_p1)/2，占空比D_b為(1+V_n1+V_p1)/2，占空比D_c為(1-V_n1+V_p1)/2；

e、分別將步驟d計算出的所述調制矢量的每相開關狀態(tài)對應的占空比與所述三相多電平變換器的三角載波進行比較得到所述三相多電平變換器中每相開關器件驅動信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于三維坐標系的快速三相空間矢量調制方法，其特征在于，所述調制矢量的占空比由零矢量的占空比控制，從而控制所述三相多電平變換器處于連續(xù)調制模式或斷續(xù)調制模式，所述零矢量的占空比為0.5時所述三相多電平變換器處于連續(xù)調制模式，所述零矢量的占空比為0時所述三相多電平變換器處于斷續(xù)調制模式。