[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

本發明公開了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。本發明將上側負載和下側負載的九開關逆變器SVPWM電壓空間矢量圖作為有效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；最后，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，提高了系統發生過調制時的控制性能。

技術領域

本發明涉及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，該方法特別適用于易發生過調制的工況環境下。

背景技術

傳統SVPWM方法在合成參考電壓矢量時僅需選用相鄰基本電壓矢量即可，但九開關逆變器SVPWM共有27個基本電壓矢量，相鄰電壓矢量繁多、可選擇范圍較大，現有的方法并沒有提出明確的電壓矢量選取原則；專利201711314058.3重新劃分了扇區，將參考電壓矢量與本扇區的基準電壓矢量做差，得到的電壓矢量差值作為新的參考電壓矢量，減去的基準矢量為固定值，影響控制精度；此外九開關逆變器SVPWM方法更容易出現過調制的情況，目前的方法缺少對于過調制情況的應對措施。

發明內容

本發明通過優化基本電壓矢量選取原則以及設計過調制應對策略，提供了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。

為了實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

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，以上/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，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，將傳統SVPWM方法計算出的時間分配給基本電壓矢量組合，并按照控制目標信號的誤差范圍大小實時調整基本電壓矢量作用時間。

進一步地，上/下側負載的九開關逆變器SVPWM空間電壓矢量圖作為有效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電壓矢量、異有效電壓矢量、單側有效電壓矢量和零電壓矢量，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。