本發(fā)明涉及一種電梯控制方法，具體涉及一種三電平變換器的中點(diǎn)電壓平衡控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的三電平變換器空間矢量算法需要進(jìn)行矢量所在位置的大扇區(qū)判斷、小扇區(qū)判斷和占空比計(jì)算等一系列復(fù)雜步驟。由于在占空比計(jì)算過(guò)程中，不同小扇區(qū)中的占空比計(jì)算公式各不相同，因此需要復(fù)雜的查表等操作，造成實(shí)現(xiàn)過(guò)程比較繁瑣。此外，傳統(tǒng)的三電平變換器空間矢量算法理論上存在固有的中點(diǎn)電壓偏移問(wèn)題，因此需要采取額外措施以抑制中點(diǎn)電壓的偏移，實(shí)現(xiàn)直流母線上電容和下電容的均壓控制。傳統(tǒng)方法多采用調(diào)節(jié)一對(duì)冗余小矢量作用時(shí)間的方法來(lái)進(jìn)行中點(diǎn)電壓偏移控制，但是這種方法理論上并不能完全實(shí)現(xiàn)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的中點(diǎn)電壓無(wú)偏移控制，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中往往需要多個(gè)開(kāi)關(guān)周期才能將中點(diǎn)電位控制為零，從而造成中點(diǎn)電壓波動(dòng)較大。

現(xiàn)有的公開(kāi)專利文獻(xiàn)，如中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)CN1481067公開(kāi)了一種基于電荷平衡的三電平變頻器中點(diǎn)電壓平衡方法，其根據(jù)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)通過(guò)施加電壓小矢量產(chǎn)生對(duì)直流電容充放電時(shí)間相等的原理來(lái)決定施加電壓時(shí)間的長(zhǎng)短，從而使一個(gè)周期內(nèi)電容上電荷增量為零，但該方法在每個(gè)小扇區(qū)都需要計(jì)算矢量的作用時(shí)間，因此算法實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，而且該方法只能實(shí)現(xiàn)理論上的中點(diǎn)電壓控制為零，而沒(méi)有考慮實(shí)際應(yīng)用中由于計(jì)算誤差和累積偏差效應(yīng)造成的中點(diǎn)電壓偏移問(wèn)題。

中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)CN102843055《一種三電平逆變器中點(diǎn)電位平衡控制裝置及方法》，提出一種中點(diǎn)電壓平衡控制裝置，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)母線上下電容電壓對(duì)其進(jìn)行比例積分控制生成控制量，然后根據(jù)該控制量對(duì)電壓調(diào)節(jié)單元脈寬占空比進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)將中點(diǎn)電壓控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，而且不會(huì)影響原有逆變器的調(diào)制算法，但是需要額外增加系統(tǒng)的硬件成本。因此，本領(lǐng)域亟待提出在一種不增加硬件成本，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，能夠有效實(shí)現(xiàn)三電平變換器中點(diǎn)電壓平衡控制的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種三電平變換器的中點(diǎn)電壓平衡控制方法，它以虛擬空間矢量調(diào)制為基礎(chǔ)，常規(guī)情況下能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)流入電容中點(diǎn)的電流為零，從而保證中點(diǎn)電壓不發(fā)生波動(dòng)；當(dāng)由于近似誤差和累積偏差效應(yīng)導(dǎo)致中點(diǎn)電壓波動(dòng)時(shí)候，通過(guò)調(diào)整冗余矢量的作用時(shí)間，去消除中點(diǎn)電壓的波動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電壓的平衡控制。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明三電平變換器的中點(diǎn)電壓平衡控制方法的技術(shù)解決方案為，包括以下步驟：

第一步，利用克拉克變換將三相電壓矢量變換到兩相靜止坐標(biāo)系，并根據(jù)直流電壓值對(duì)兩相電壓矢量進(jìn)行標(biāo)么化；

具體方法為：

利用下式將電壓矢量由三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系下：

利用下式并根據(jù)直流電壓值對(duì)兩相電壓矢量進(jìn)行標(biāo)么化：

如果則

如果則

式中：v_a、v_b和v_c分別為電壓矢量在三相靜止坐標(biāo)系abc中分量；

v_α、v_β分別為電壓矢量在兩相靜止坐標(biāo)系αβ中的分量；

u_dc為直流電壓值；

u_α、u_β分別為電壓矢量在兩相靜止坐標(biāo)系αβ中的分量的標(biāo)么值。

第二步，根據(jù)兩相電壓矢量的值判斷電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)；

具體方法為：

為了判斷電壓矢量所在扇區(qū)位置，首先定義三個(gè)變量a、b、c，利用如下公式計(jì)算a、b和c的值：

根據(jù)下式判斷電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)：

N＝sign(a)+2sign(b)+4sign(c)

式中：N為扇區(qū)編號(hào)，其取值范圍為1～6；

sign()為求數(shù)據(jù)符號(hào)函數(shù)，定義如下所示：

第三步，當(dāng)電壓矢量不在第一扇區(qū)時(shí)候，利用坐標(biāo)變換將該電壓矢量統(tǒng)一歸化至第一扇區(qū)；

具體方法為：

利用如下坐標(biāo)變換公式將第二至第六扇區(qū)的電壓矢量統(tǒng)一變換到第一扇區(qū)：

式中：u_αT、u_βT分別為電壓矢量經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換后在第一扇區(qū)中的分量；

T_N1為電壓矢量由第N扇區(qū)變換至第一扇區(qū)的坐標(biāo)變換矩陣，N取值從1到6；

u_αN、u_βN分別為電壓矢量在第N扇區(qū)中的坐標(biāo)分量；

當(dāng)電壓矢量位于第一扇區(qū)時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

當(dāng)電壓矢量位于第二扇區(qū)時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

當(dāng)電壓矢量位于第三扇區(qū)時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

當(dāng)電壓矢量位于第四扇區(qū)時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

當(dāng)電壓矢量位于第五扇區(qū)時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

當(dāng)電壓矢量位于第六扇區(qū)時(shí)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

第四步，根據(jù)占空比計(jì)算公式得到四個(gè)有效占空比；

具體方法為：

定義四個(gè)數(shù)值d₁，d₂，d₃和d₄作為四個(gè)有效占空比值，按照下式計(jì)算得到：

式中：u_αT、u_βT分別為電壓矢量經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換后在第一扇區(qū)中的分量。

第五步，根據(jù)電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)，將第四步計(jì)算得到的四個(gè)有效占空比數(shù)值分配給三電平變換器三相橋臂的六對(duì)橋臂開(kāi)關(guān)，并將三相橋臂占空比換算為調(diào)制波比較值，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。

具體方法為：

根據(jù)下表將四個(gè)有效占空比數(shù)值d₁，d₂，d₃和d₄依次分配給三電平變換器三相橋臂的六對(duì)橋臂開(kāi)關(guān)，確定三相橋臂六對(duì)橋臂的開(kāi)關(guān)占空比信息：

其中，D_a1、D_a2分別為A相橋臂兩個(gè)占空比的值；

D_b1、D_b2分別為B相橋臂兩個(gè)占空比的值；

D_c1、D_c2分別為C相橋臂兩個(gè)占空比的值；

利用下式確定三相橋臂對(duì)應(yīng)六個(gè)調(diào)制波的值，具體如下所示：

式中，CP_A1、CP_A2分別為A相兩個(gè)調(diào)制波的值；

CP_B1、CP_B2分別為B相兩個(gè)調(diào)制波的值；

CP_C1、CP_C2分別為C相兩個(gè)調(diào)制波的值；

CNT為三角載波的峰值。

所述第四步與第五步之間執(zhí)行如下步驟：

步驟S1：根據(jù)旋轉(zhuǎn)變換后的電壓矢量值判斷旋轉(zhuǎn)變換后的電壓矢量在第一扇區(qū)所在的小扇區(qū)編號(hào)；

具體方法為：

電壓矢量在第一小扇區(qū)A1的判斷條件為：

電壓矢量在第二小扇區(qū)A2的判斷條件為：

電壓矢量在第三小扇區(qū)A3的判斷條件為：

電壓矢量在第四小扇區(qū)A4的判斷條件為：

電壓矢量在第五小扇區(qū)A5的判斷條件為：

式中：u_αT、u_βT分別為電壓矢量經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換后在第一扇區(qū)中的分量。

步驟S2：根據(jù)變換器的中點(diǎn)電壓偏移值和變換器三相輸出電流值計(jì)算占空比修正值；

具體方法為：

定義符號(hào)i_p和i_n，其取值情況根據(jù)電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)N值不同如下表所示進(jìn)行選擇：

表中，i_a，i_b和i_c為三電平變換器的三相輸入電流值；

定義平衡時(shí)間Δt_p和Δt_n，其計(jì)算公式如下式所示：

式中，C_d為直流電容；

Δu_dc為中點(diǎn)電壓偏移值，Δu_dc＝u_dc2-u_dc1；

u_dc1和u_dc2分別為直流母線上電容電壓值和下電容電壓值；

根據(jù)平衡時(shí)間Δt_p和Δt_n得到占空比修正值的計(jì)算公式，如下所示：

式中，t_sw為三電平變頻器的開(kāi)關(guān)周期。

步驟S3：根據(jù)電壓矢量位于五個(gè)小扇區(qū)A1～A5的不同，對(duì)步驟S2計(jì)算出來(lái)的占空比修正值進(jìn)行限幅處理；

具體方法為：

定義占空比修正值Δd_p和Δd_n分別用來(lái)調(diào)整上述計(jì)算出來(lái)的四個(gè)有效占空比，從而抑制中點(diǎn)電位的漂移，實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的平衡控制；

其中，占空比修正值Δd_p和Δd_n的計(jì)算與電壓矢量所處于小扇區(qū)三角形有關(guān)；

當(dāng)電壓矢量在第一小扇區(qū)A1，占空比修正值Δd_p和Δd_n的限幅值滿足

當(dāng)電壓矢量在第二小扇區(qū)A2，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

當(dāng)電壓矢量在第三小扇區(qū)A3，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

當(dāng)電壓矢量在第四小扇區(qū)A4，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

其中，

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

當(dāng)電壓矢量在第五小扇區(qū)A5，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

其中，

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

其中，

上述步驟中的min{}為求最小值函數(shù)，定義如下所示：

式中：u_αT、u_βT分別為電壓矢量經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換后在第一扇區(qū)中的分量。

步驟S4：根據(jù)步驟S3得到的經(jīng)過(guò)限幅處理的占空比修正值，對(duì)實(shí)際占空比進(jìn)行修正。

具體方法為：

如果|△d_p|<|△d_n|，則占空比修正公式為

如果|△d_p|≥|△d_n|，則占空比修正公式為

其中：D1、D2、D3、D4為修正后的四個(gè)有效占空比。

本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是：

本發(fā)明的方法本身保證每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)流入電容中點(diǎn)的電流的平均值為零，從而使得一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)電容上電壓增量為零，保持中點(diǎn)電壓平衡。

本發(fā)明通過(guò)數(shù)學(xué)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換將空間矢量位于其它扇區(qū)的情況歸一到第一扇區(qū)統(tǒng)一計(jì)算，而且得到的占空比具有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式，不需要針對(duì)每個(gè)小扇區(qū)進(jìn)行區(qū)別計(jì)算處理，從而簡(jiǎn)化了算法的復(fù)雜程度。

本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)一對(duì)或者多個(gè)冗余矢量的作用時(shí)間，消除由于負(fù)載功率突變和由于近似誤差和累積偏差效應(yīng)引起的中點(diǎn)電壓偏差，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)中點(diǎn)電壓的平衡控制。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明三電平變換器的中點(diǎn)電壓平衡控制方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明針對(duì)的三電平PWM變換器的電路示意圖；

圖3是本發(fā)明的三電平PWM變換器電壓空間矢量區(qū)域劃分示意圖；

圖4是本發(fā)明的第一扇區(qū)電壓矢量關(guān)系以及小扇區(qū)分布圖；

圖5是本發(fā)明的另一實(shí)施例的流程示意圖；

圖6是采用本發(fā)明中點(diǎn)電壓平衡控制方法與采用傳統(tǒng)中點(diǎn)電壓平衡方法的中點(diǎn)電壓波形比較圖；其中，圖6(a)為采用傳統(tǒng)中點(diǎn)電壓平衡方法得到的中點(diǎn)電壓波形圖；圖6(b)為采用 本發(fā)明的中點(diǎn)電壓平衡方法得到的中點(diǎn)電壓波形圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明三電平變換器的中點(diǎn)電壓平衡控制方法，包括以下步驟：

第一步，利用克拉克變換將三相電壓矢量變換到兩相靜止坐標(biāo)系，并根據(jù)直流電壓值對(duì)兩相電壓矢量進(jìn)行標(biāo)么化；

第二步，根據(jù)兩相電壓矢量的值判斷電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)；

第三步，當(dāng)電壓矢量不在第一扇區(qū)時(shí)候，利用坐標(biāo)變換將該電壓矢量統(tǒng)一歸化至第一扇區(qū)；

第四步，根據(jù)占空比計(jì)算公式得到四個(gè)有效占空比；

第五步，根據(jù)電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)，將第四步計(jì)算得到的四個(gè)有效占空比數(shù)值分配給三電平變換器三相橋臂的六對(duì)橋臂開(kāi)關(guān)，并將三相橋臂占空比換算為調(diào)制波比較值，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。

實(shí)施例一

本發(fā)明快速實(shí)現(xiàn)三電平變換器SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空間矢量脈寬調(diào)制)的方法，能夠簡(jiǎn)化傳統(tǒng)三電平變換器SVPWM調(diào)制的實(shí)現(xiàn)步驟，采用電壓矢量標(biāo)么化處理模塊、電壓矢量扇區(qū)劃分模塊、電壓矢量坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換模塊、電壓矢量作用占空比計(jì)算模塊以及橋臂調(diào)制波比較值計(jì)算模塊，在三電平變換器的數(shù)字控制器中按照以下步驟依次實(shí)施：

步驟1：在電壓矢量標(biāo)么化處理模塊中，利用克拉克變換將如圖2所示的三電平變換器輸出電壓矢量(簡(jiǎn)稱電壓矢量)由三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系，并根據(jù)直流電壓值對(duì)電壓矢量在兩相靜止坐標(biāo)系中的分量進(jìn)行標(biāo)么化；具體包括：

利用下式將電壓矢量由三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系下：

利用下式并根據(jù)直流電壓值對(duì)兩相電壓矢量進(jìn)行標(biāo)么化：

式中：v_a、v_b和v_c分別為電壓矢量在abc坐標(biāo)系中分量；

v_α、v_β分別為電壓矢量在αβ坐標(biāo)系中的分量；

u_dc為直流電壓值；

u_α、u_β分別為電壓矢量在αβ坐標(biāo)系中的分量的標(biāo)么值；

步驟2：在電壓矢量扇區(qū)劃分模塊中，根據(jù)步驟1得到的電壓矢量在兩相靜止坐標(biāo)系中的分量值判斷電壓矢量在如圖3所示的由三電平基本矢量形成的正六邊形中的扇區(qū)編號(hào)(依順時(shí)針?lè)较驅(qū)⒄呅尉譃?個(gè)扇區(qū)三角形，編號(hào)分別從1到6)；具體包括：

為了判斷電壓矢量所在扇區(qū)編號(hào)，首先定義三個(gè)變量a、b、c，利用如下公式計(jì)算a、b和c的值：

根據(jù)下式判斷電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)：

N＝sign(a)+2sign(b)+4sign(c)

式中：N為扇區(qū)編號(hào)，其取值范圍為1～6；

sign()為求數(shù)據(jù)符號(hào)函數(shù)，定義如下所示：

步驟3：在電壓矢量坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換模塊中，根據(jù)步驟2得到的變換器電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)，利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換將不位于第一扇區(qū)的電壓矢量統(tǒng)一變換到第一扇區(qū)中，具體包括：

利用如下坐標(biāo)變換公式將第二至第六扇區(qū)的電壓矢量統(tǒng)一變換到第一扇區(qū)：

式中：u_αT、u_βT分別為電壓矢量經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換后在第一扇區(qū)中的分量；

T_N1為電壓矢量由第N扇區(qū)變換至第一扇區(qū)的坐標(biāo)變換矩陣，N取值從1到6；

u_αN、u_βN分別為電壓矢量在第N扇區(qū)中的坐標(biāo)分量；

方法如下：

1)當(dāng)電壓矢量位于第一扇區(qū)時(shí)(圖3中由矢量000、PNN和PPN圍成的三角形區(qū)域)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

2)當(dāng)電壓矢量位于第二扇區(qū)時(shí)(圖3中由矢量000、PPN和NPN圍成的三角形區(qū)域)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

3)當(dāng)電壓矢量位于第三扇區(qū)時(shí)(圖3中由矢量000、NPN和NPP圍成的三角形區(qū)域)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

4)當(dāng)電壓矢量位于第四扇區(qū)時(shí)(圖3中由矢量000、NPP和NNP圍成的三角形區(qū)域)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

5)當(dāng)電壓矢量位于第五扇區(qū)時(shí)(圖3中由矢量000、NNP和PNP圍成的三角形區(qū)域)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

6)當(dāng)電壓矢量位于第六扇區(qū)時(shí)(圖3中由矢量000、PNP和PNN圍成的三角形區(qū)域)，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣為

步驟4：在電壓矢量作用占空比計(jì)算模塊中，根據(jù)一個(gè)統(tǒng)一的占空比計(jì)算公式計(jì)算得到四個(gè)有效占空比；具體包括：

定義四個(gè)數(shù)值d₁，d₂，d₃和d₄作為四個(gè)有效占空比值，其值按照下式計(jì)算得到：

步驟5：在橋臂調(diào)制波比較值計(jì)算模塊中，根據(jù)電壓矢量所在的大扇區(qū)編號(hào)，查表將步驟4計(jì)算得到的四個(gè)有效占空比數(shù)值依次分配給三電平變換器三相橋臂的六對(duì)橋臂開(kāi)關(guān)，并將對(duì)應(yīng)的三相橋臂占空比換算為調(diào)制波比較值；具體包括：

根據(jù)電壓矢量所在的扇區(qū)，確定三相橋臂六對(duì)橋臂的開(kāi)關(guān)占空比信息，如下表所示：

其中，D_a1、D_a2分別為A相橋臂兩個(gè)占空比的值；

D_b1、D_b2分別為B相橋臂兩個(gè)占空比的值；

D_c1、D_c2分別為C相橋臂兩個(gè)占空比的值；

利用下式確定三相橋臂對(duì)應(yīng)六個(gè)調(diào)制波的值，具體如下所示：

式中，CP_A1、CP_A2分別為A相兩個(gè)調(diào)制波的值；

CP_B1、CP_B2分別為B相兩個(gè)調(diào)制波的值；

CP_C1、CP_C2分別為C相兩個(gè)調(diào)制波的值；

CNT為三角載波的峰值。

實(shí)施例二

本發(fā)明具有中點(diǎn)電壓平衡控制的三電平SVPWM方法，能夠簡(jiǎn)化三電平變換器傳統(tǒng)方法繁瑣復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，減小三電平變換器的中點(diǎn)電壓波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三電平變換器直流母線上電容和下電容電壓的平衡控制；除了包括實(shí)施例一中的所有模塊，還包括小扇區(qū)判斷模塊、占空比修正值計(jì)算模塊、占空比修正值限幅處理模塊以及占空比修正計(jì)算模塊，這四個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)是在實(shí)施例一中的步驟4和步驟5之間依次插入并按照以下步驟在三電平變換器的數(shù)字控制器中依次實(shí)施的，如圖5所示：

S1：在小扇區(qū)判斷模塊中，根據(jù)步驟3旋轉(zhuǎn)變換后的電壓矢量值判斷旋轉(zhuǎn)變換后的電壓矢量在第一扇區(qū)所在的小扇區(qū)編號(hào)(如圖4所示，第一扇區(qū)三角形被分為5個(gè)小扇區(qū)三角形部分，編號(hào)依次為A1、A2、A3、A4和A5)；具體包括：

1)A1區(qū)間(圖4中由OAC所圍成的三角形區(qū)域)的判斷條件為：

2)A2區(qū)間(圖4中由ACE所圍成的三角形區(qū)域)的判斷條件為：

3)A3區(qū)間(圖4中由ABE所圍成的三角形區(qū)域)的判斷條件為：

4)A4區(qū)間(圖4中由CDE所圍成的三角形區(qū)域)的判斷條件為：

5)A5區(qū)間(圖4中由BDE所圍成的三角形區(qū)域)的判斷條件為：

S2：在占空比修正值計(jì)算模塊中，根據(jù)變換器的中點(diǎn)電壓偏移值和變換器三相輸出電流值計(jì)算占空比修正值；具體包括：

定義符號(hào)i_p和i_n，其取值情況根據(jù)電壓矢量所在的扇區(qū)編號(hào)N值不同如下表所示進(jìn)行選擇：

表中，i_a，i_b和i_c為圖1所示的三電平變換器的三相輸入電流值；

定義平衡時(shí)間Δt_p和Δt_n，其計(jì)算公式如下式所示：

式中，C_d為直流電容；

Δu_dc＝u_dc2-u_dc1定義為中點(diǎn)電壓偏移值；

u_dc1和u_dc2分別為直流母線上電容和下電容電壓值；

根據(jù)平衡時(shí)間可以得到占空比修正值的計(jì)算公式，如下所示：

式中，t_sw為三電平變頻器的開(kāi)關(guān)周期；

S3：在占空比修正值限幅處理模塊中，根據(jù)電壓矢量位于A1-A5區(qū)間的不同對(duì)步驟S2計(jì)算出來(lái)的占空比修正值進(jìn)行限幅處理；具體如下所示：

定義占空比修正值Δd_p和Δd_n分別用來(lái)調(diào)整上述計(jì)算出來(lái)的四個(gè)有效占空比，從而抑制中點(diǎn)電位的漂移，實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的平衡控制；

占空比的修正值Δd_p和Δd_n的計(jì)算與電壓矢量所處于小扇區(qū)三角形有關(guān)，具體包括：

1)A1區(qū)間，占空比修正值Δd_p和Δd_n的限幅值滿足

2)A2區(qū)間，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

3)A3區(qū)間，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

4)A4區(qū)間，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

其中，

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

5)A5區(qū)間，占空比修正值Δd_p的限幅值滿足

其中，

占空比修正值Δd_n的限幅值滿足

其中，

上述步驟中的min{}為求最小值函數(shù)，定義如下所示：

S4：在占空比修正計(jì)算模塊中，根據(jù)步驟S3得到的經(jīng)過(guò)限幅處理的占空比修正值，對(duì)實(shí)際占空比進(jìn)行修正；具體包括：

1)如果|Δd_p|<|Δd_n|，則占空比修正公式為

2)如果|Δd_p|≥|Δd_n|，則占空比修正公式為

從而得到修正后的四個(gè)有效占空比D1、D2、D3、D4，則步驟5中根據(jù)下表確定三相橋臂六對(duì)橋臂的開(kāi)關(guān)占空比信息；

其中，D_a1、D_a2分別為A相橋臂兩個(gè)占空比的值；

D_b1、D_b2分別為B相橋臂兩個(gè)占空比的值；

D_c1、D_c2分別為C相橋臂兩個(gè)占空比的值。

圖6為采用本發(fā)明方法所述的中點(diǎn)電壓平衡控制方法與傳統(tǒng)中點(diǎn)電壓平衡方法得到的中點(diǎn)電壓波形比較圖，其中圖6(a)為采用傳統(tǒng)中點(diǎn)電壓平衡方法得到的中點(diǎn)電壓波形圖；圖6(b)為采用本發(fā)明方法提出的中點(diǎn)電壓平衡方法得到的中點(diǎn)電壓波形圖。由波形結(jié)果可見(jiàn)，本發(fā)明所述的方法相比傳統(tǒng)方法能夠大大降低中點(diǎn)電壓的波動(dòng)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了中點(diǎn)電壓的平衡控制。

以上通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。