[發明專利]中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制方法及系統

有效

• 申請號: 201910693276.5
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110323953B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 王奎;鄭澤東;李永東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H02M7/487;H02M7/5387
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

1.一種中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用預設虛擬開關狀態，將多電平空間矢量脈寬調制PWM簡化為虛擬空間矢量脈寬調制PWM；

采用三電平空間矢量脈寬調制PWM算法，得到所述虛擬空間矢量脈寬調制PWM中合成參考矢量的多個電壓矢量序列及其矢量作用時間；

篩選所述多個電壓矢量序列中最接近目標中點電流的最優電壓矢量序列，以對母線上、下電容的電壓平衡控制；以及

采用三電平空間矢量脈寬調制PWM算法，得到所述最優電壓矢量序列的作用時間，以計算每相的實際開關狀態和作用時間。

2.根據權利要求1所述的中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制方法，其特征在于，所述預設虛擬開關狀態為電平1至電平n-1的合成，其中，每個電平的作用時間t₁至t_(n-1)各占總時間的1/(n-1)，并對稱分布，n為中點箝位多電平變換器的直流母線電容的串聯個數，輸出為n+1電平。

3.根據權利要求1所述的中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制方法，其特征在于，所述多個電壓矢量序列包括三個電壓矢量，每個電壓矢量根據各自作用時間查找預設表中對應的瞬時中點電流，并采用三電平空間矢量脈寬調制PWM算法計算出每個電壓矢量序列產生的中點電流。

4.根據權利要求3所述的中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制方法，其特征在于，計算所述中點電流的公式為：

其中，v₁、v₂和v₀為三個電壓矢量，t₁、t₂和t₀為三個電壓矢量各自的作用時間，t_s為三個電壓矢量的總作用時間，等于一個控制周期的時間，i_v1、i_v2和i_v0為三個電壓矢量各自對應的瞬時中點電流，i_N為中點電流。

5.根據權利要求4所述的中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制方法，其特征在于，將所述中點電流分別與目標中點電流對比，選取出最趨近于所述目標中點電流的最優電壓矢量序列。

6.一種中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制系統，其特征在于，包括：

簡化模塊，用于采用預設虛擬開關狀態，將多電平空間矢量脈寬調制PWM簡化為虛擬空間矢量脈寬調制PWM；

三電平算法模塊，用于采用三電平空間矢量脈寬調制PWM算法，得到所述虛擬空間矢量脈寬調制PWM中合成參考矢量的多個電壓矢量序列及其矢量作用時間；

篩選模塊，用于篩選所述多個電壓矢量序列中最接近目標中點電流的最優電壓矢量序列，以對母線上、下電容的電壓平衡控制；以及

計算模塊，用于采用三電平空間矢量脈寬調制PWM算法，得到所述最優電壓矢量序列的作用時間，以計算每相的開關狀態和作用時間。

7.根據權利要求6所述的中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制系統，其特征在于，所述預設虛擬開關狀態為電平1至電平n-1的合成，其中，每個電平的作用時間t₁至t_(n-1)各占總時間的1/(n-1)，并對稱分布，n為中點箝位多電平變換器的直流母線電容的串聯個數，輸出為n+1電平。

8.根據權利要求6所述的中點箝位多電平變換器的虛擬空間矢量調制系統，其特征在于，所述多個電壓矢量序列包括三個電壓矢量，每個電壓矢量根據各自作用時間查找預設表中對應的瞬時中點電流，并采用三電平空間矢量脈寬調制PWM算法計算出每個電壓矢量序列產生的中點電流。