[發明專利]一種三相電流型七電平PWM整流器的空間矢量調制策略

有效

• 申請號: 202010619194.9
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111800026B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王青松;李世豪;鄧富金;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/12;H02M1/42
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種三相電流型七電平PWM整流器的空間矢量調制策略，其特征在于，所述三相電流型七電平PWM整流器包括并聯的三個整流橋模塊，每個整流橋模塊分別由相應的調制波控制；

所述空間矢量調制策略包含以下步驟：

步驟1、建立三相電流型七電平PWM整流器的空間電流矢量圖：

(1)建立abc三相坐標系，以a軸作為α軸，逆時針方向旋轉90度作為β軸，以坐標軸原點為中心點作六邊形并使得a、b和c軸分別與六邊形的某條邊垂直；

(2)分別連接六邊形頂點和坐標軸原點，將六邊形劃分為六個區域，從α軸所處區域起按照逆時針方向順序記為第1至第6扇形區域；

(3)對任一扇形區域，將其均分為九個三角形區域，每個三角形區域的邊長I為每個整流橋模塊直流側輸出直流電流大?。痪艂€扇形區域內的三角形區域按照由外向內且逆時針方向順序記為第①至第⑨三角形區域；

(4)以坐標軸原點為端點分別向每個三角形區域的頂點作射線，形成37個空間矢量；37個空間矢量按照矢量大小分為6類：

1)矢量大小為0的零矢量

2)矢量大小為I的短矢量以第2扇形區域中接近α軸的空間矢量為其余矢量按照逆時針方向順序編號；

3)矢量大小為的中短矢量以第2扇形區域中的空間矢量為其余矢量按照逆時針方向順序編號；

4)矢量大小為2I的中矢量以第2扇形區域中接近α軸的空間矢量為其余矢量按照逆時針方向順序編號；

5)矢量大小為的中長矢量以第2扇形區域中接近α軸的空間矢量為其余矢量按照逆時針方向順序編號；

6)矢量大小為3I的長矢量以第2扇形區域中接近α軸的空間矢量為其余矢量按照逆時針方向順序編號；

步驟2、對目標電流矢量所在扇形區域和三角形區域進行判定；

步驟3、目標電流矢量由其所在三角形區域的三個頂點與坐標軸原點連接而成的三個空間矢量合成，計算這三個空間矢量的作用時間；

步驟4、設定每個整流橋模塊中的兩個開關管作用對應的矢量為基礎矢量，基礎矢量與扇形區域以及開關管組合方式的對應關系如下：

第1扇形區域：

第2扇形區域：

第3扇形區域：

第4扇形區域：

第5扇形區域：

第6扇形區域：

其中，為基礎矢量，n＝1,2,3表示三個整流橋模塊，S_n1、S_n3和S_n5表示三個整流橋模塊a相、b相和c相上橋臂的開關管，S_n4、S_n6和S_n2表示三個整流橋模塊a相、b相和c相下橋臂的開關管；

步驟5，根據以下空間矢量與基礎矢量之間的關系，確定步驟3中所述三個空間矢量對應的基礎矢量；空間矢量與基礎矢量之間的關系為：

步驟6，根據目標電流矢量所在扇形區域，確定目標電流矢量的開關管組合方式，其中合成目標電流矢量的三個空間矢量的作用時間即為其對應開關管組合的作用時間。

2.如權利要求1所述的一種三相電流型七電平PWM整流器的空間矢量調制策略，其特征在于：所述步驟2中的目標電流矢量所在扇區編號N＝n_a+2n_b+4n_c，其中，i_ar,i_br,i_cr分別為在a,b,c軸的投影大??；

位于第2扇形區域內的目標電流矢量所在三角形區域的判定方法為：以α軸為x軸，β軸為y軸，建立平面直角坐標系，在此坐標系下，設若則位于第①三角形區域；若則位于第②三角形區域；若則位于第③三角形區域；若則位于第④三角形區域；若則位于第⑤三角形區域。

3.如權利要求1所述的一種三相電流型七電平PWM整流器的空間矢量調制策略，其特征在于：所述步驟3中，根據等效原則：

式中，目標電流矢量所在三角形區域的三個頂點與坐標軸原點連接而成的三個空間矢量分別為t_x、t_y、t_z分別為的作用時間，T為調制周期。