[發明專利]一種基于優化有效電壓矢量作用時間的九開關逆變器SVPWM方法

在審

• 申請號: 202211317893.3
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115642790A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 仇志堅;李金輝
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/32;H02M7/5387;H02P21/00;H02P27/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種基于優化有效電壓矢量作用時間的九開關逆變器SVPWM方法，其特征在于：將上側負載和下側負載的九開關逆變器SVPWM空間電壓矢量圖作為基本電壓矢量的組合依據，按照盡量少用或不用單側有效電壓矢量的選取原則選用九開關逆變器SVPWM基本電壓矢量組合，使一個周期內的有效電壓矢量總的作用時間最短；然后，按照伏秒平衡原則將傳統SVPWM方法計算出的時間重新分配給基本電壓矢量組合，并采用九段式排布電壓矢量；九開關逆變器SVPWM的過調制策略根據控制目標信號的誤差范圍大小實時調整電壓矢量作用時間。

2.根據權利要求1所述的基于優化有效電壓矢量作用時間的九開關逆變器SVPWM方法，其特征在于：所述上/下側負載的九開關逆變器SVPWM空間電壓矢量圖作為基本電壓矢量的組合依據，27個基本電壓矢量按照對于上/下側負載的作用效果分為同有效矢量、異有效矢量、單側有效矢量和零電壓矢量，兩側負載的空間電壓矢量圖中各包含21個基本電壓矢量，其中作用效果相同的電壓矢量幅值、相位相同；基本電壓矢量對于上/下側負載的幅值、相位由下式得到：

U_out^U＝2U_dc*(S_AU+S_BU*e^j2π/3+S_cU*e^-j2π/3)/3

其中，U_out^U是電壓矢量對于上側負載的幅值與相位，U_out^L是電壓矢量對于下側負載的幅值與相位，S_AU、S_BU、S_CU是九開關逆變器上三管的開關狀態，是與九開關逆變器下三管的開關狀態相反的狀態，U_dc是母線電壓，e^j2π/3表示模值為1，輻角為120°的復數，e^-j2π/3表示模值為1，輻角為-120°的復數。

3.根據權利要求1所述的基于優化有效電壓矢量作用時間的九開關逆變器SVPWM方法，其特征在于：所述九開關逆變器SVPWM基本電壓矢量的選取原則充分考慮過調制出現的因素，選用的電壓矢量組合能夠使一個周期內的有效電壓矢量作用時間最短；根據上/下側負載參考電壓矢量所在的扇區，劃分出相同、相鄰、相隔、相對四種扇區組合情況；在相同扇區選用兩個同有效電壓矢量，一個異有效電壓矢量，一個單側有效電壓矢量或者選用兩個同有效電壓矢量，兩個單側有效電壓矢量；在相鄰扇區選用一個同有效電壓矢量，一個異有效電壓矢量，兩個單側有效電壓矢量或者選用一個異有效電壓矢量，三個單側有效電壓矢量；在相隔扇區選用一個異有效電壓矢量，三個單側有效電壓矢量或者選用四個單側有效電壓矢量；在相對扇區選用四個單側有效電壓矢量。

4.根據權利要求1所述的基于優化有效電壓矢量作用時間的九開關逆變器SVPWM方法，其特征在于：所述基本電壓矢量作用時間分配原則，根據傳統SVPWM方法確定的上/下側負載參考電壓矢量所在扇區組合來選擇電壓矢量組合，通過比較傳統SVPWM方法基本電壓矢量作用時間T_u1、T_u2和T_l1、T_l2大小，將比較結果中較小者賦給同有效矢量或者異有效矢量，將電壓矢量組合作用時間之和與較小者時間做差，余下的作用時間賦給單側有效矢量。

5.根據權利要求1所述的基于優化有效電壓矢量作用時間的九開關逆變器SVPWM方法，其特征在于：所述的九開關逆變器的SVPWM過調制策略：當電壓矢量組合作用時間之和超出PWM周期時，九開關逆變器SVPWM過調制策略根據上/下側負載的控制目標信號實時調整電壓矢量作用時間；當僅有某側負載的控制目標信號誤差超出范圍，優先縮減另一側負載相關單側有效電壓矢量作用時間；若此時該時間不足以抵消超出PWM周期部分的時間，則繼續縮減某側負載的單側有效電壓矢量作用時間；當兩側負載的控制目標信號都超出誤差范圍或都未超出誤差范圍，此時等比縮減兩側負載的單側有效電壓矢量作用時間；若縮減單側有效電壓矢量作用時間仍未抵消超出PWM周期部分的時間，再繼續等比縮減同有效電壓矢量和異有效電壓矢量作用時間。