三電平的調(diào)制方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子功率變換器技術(shù)領域，特別涉及一種三電平的調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 與傳統(tǒng)兩電平逆變器相比，二極管鉗位式三電平逆變器具有開關管所承受的電壓 應力小，輸出電壓諧波含量少等優(yōu)點。在高壓大功率領域，三電平變流器得到了廣泛應用， 擁有較好的發(fā)展前景。
[0003] 電壓型變流器的輸出特性主要取決于調(diào)制算法。目前變流器的調(diào)制方法主要是脈 沖寬度調(diào)制（PWM)，包含正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM)和空間矢量脈沖寬度調(diào)制（SVPWM)兩種。 較SPWM調(diào)制算法而言，SVPWM以其電壓利用率高，輸出電壓諧波含量少等優(yōu)點，在實際系統(tǒng) 中得到了更為廣泛的應用。
[0004] 傳統(tǒng)SVPWM方法，基本電壓矢量的作用時間的表達式中含有大量的三角函數(shù)和求 根運算，不利于硬件實現(xiàn)。因此如何簡化三電平的調(diào)制過程成為目前亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案解決的技術(shù)問題是簡化三電平的調(diào)制過程。
[0006] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案，一種三電平的調(diào)制方法，包 括：
[0007] 在K、L坐標系下，確定參考電壓矢量所在的扇區(qū)；
[0008] 在所述K、L坐標系下，基于伏秒平衡關系確定電壓矢量和作用時間的電壓時間關 系，基于所述電壓時間關系，求得所述基本電壓矢量的作用時間，所述基本電壓矢量由所述 三電平變流器輸出，所述電壓矢量包括所述基本電壓矢量和所述參考電壓矢量；
[0009] 根據(jù)載波的一個載波周期內(nèi)開關次數(shù)最少原則以及三電平的空間矢量脈沖寬度 調(diào)制算法，求得調(diào)制波的零序分量；
[0010] 基于所述零序分量，確定所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法的調(diào)制波和基本電壓矢 量的占空比。
[0011] 可選的，所述參考電壓矢量為外部給定的電壓矢量，所述零序電壓分量是空間矢 量脈沖寬度調(diào)制的馬鞍波減去正弦脈沖寬度調(diào)制的正弦波而得，所述零序電壓分量只含有 3的倍數(shù)次諧波。
[0012] 可選的，L軸為水平方向，K軸沿所述L軸逆時針旋轉(zhuǎn)120°形成所述K、L坐標系。
[0013] 可選的，所述在K、L坐標系下，確定參考電壓矢量所在的扇區(qū)包括：通過所述參考 電壓矢量向所述K、L坐標系上的投影值確定所述參考電壓矢量所在的扇區(qū)。
[0014] 可選的，所述電壓時間關系包括所述參考電壓矢量的輸入電壓信號和所述參考電 壓矢量扇區(qū)的代碼的線性組合，所述參考電壓矢量的輸入電壓信號為外部給定的值。
[0015] 可選的，所述根據(jù)載波的一個所述載波周期內(nèi)開關次數(shù)最少原則以及三電平的空 間矢量脈沖寬度調(diào)制算法包括：根據(jù)載波的一個載波周期內(nèi)開關次數(shù)最少原則，對所述空 間矢量脈沖寬度調(diào)制算法進行所述基本電壓矢量的作用順序的分配。
[0016] 可選的，所述確定所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法的調(diào)制波和基本電壓矢量的占 空比包括：獲得所述三電平的第一相，第二相和第三相在一個所述載波周期內(nèi)預定高電平 導通的時間，基于所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法調(diào)制時的相似三角形關系，獲得所述零 序分量和基本電壓矢量的占空比。
[0017] 可選的，所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法是在正弦脈沖寬度調(diào)制算法的正弦調(diào)制 波信號上注入零序分量的結(jié)果。
[0018] 可選的，所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法由三角載波的正弦脈沖寬度調(diào)制算法等 效實現(xiàn)。
[0019] 可選的，基于所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法和正弦脈沖寬度調(diào)制算法的等效關 系獲得所述調(diào)制波的零序分量，并確定所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法的調(diào)制波和基本電 壓矢量的占空比。
[0020] 本發(fā)明采取以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：
[0021] 只需對參考電壓矢量的位置進行簡單判斷后，就可以由第一相，第二相和第三相 給定的電壓信號直接得出各個扇形區(qū)域的調(diào)制波和占空比的關系，調(diào)制波和占空比的關系 為簡單的線性關系，無需求解基本電壓矢量的作用時間，從而避免了傳統(tǒng)的正弦脈沖寬度 調(diào)制算法中大量的三角函數(shù)和求根運算。與以往方法相比，本發(fā)明的技術(shù)方案能為處理器 節(jié)約更多的資源，提高工作效率。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明實施例提供的三電平的調(diào)制方法的流程圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明實施例提供的三電平逆變器主電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖3是本發(fā)明實施例提供的三電平電壓空間矢量圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明實施例提供的扇區(qū)I中的矢量分布圖；
[0026] 圖5是本發(fā)明實施例提供的三角載波與脈沖寬度調(diào)制波之間的關系示意圖；
[0027] 圖6是本發(fā)明實施例提供的占空比隨時間變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合具體實施案例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技 術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā) 明的保護范圍。
[0029] 圖1是本發(fā)明實施例提供的三電平的調(diào)制方法的流程圖，下面結(jié)合圖1詳細說明。
[0030] 所述三電平的調(diào)制方法包括：
[0031] 步驟S1，在K、L坐標系下，確定參考電壓矢量所在的扇區(qū)；
[0032] 步驟S2,在所述K、L坐標系下，基于伏秒平衡關系確定電壓矢量和作用時間的電 壓時間關系，基于所述電壓時間關系，求得所述基本電壓矢量的作用時間，所述基本電壓矢 量由所述三電平變流器輸出，所述電壓矢量包括所述基本電壓矢量和所述參考電壓矢量；
[0033] 步驟S3,根據(jù)載波的一個載波周期內(nèi)開關次數(shù)最少原則以及三電平的空間矢量脈 沖寬度調(diào)制算法，求得調(diào)制波的零序分量；
[0034] 步驟S4,基于所述零序分量，確定所述空間矢量脈沖寬度調(diào)制算法的調(diào)制波和基 本電壓矢量的占空比。
[0035] 所述步驟S1中，所述參考電壓矢量為外部給定的電壓矢量，所述零序電壓分量是 空間矢量脈沖寬度調(diào)制的馬鞍波減去正弦脈沖寬度調(diào)制的正弦波而得，所述零序電壓分量 只含有3的倍數(shù)次諧波。L軸為水平方向，K軸沿所述L軸逆時針旋轉(zhuǎn)120°形成所述K、L 坐標系。所述K、L坐標系的角度為120°。所述在K、L坐標系下，確定參考電壓矢量所在 的扇區(qū)包括：通過所述參考電壓矢量向所述K、L坐標系上的投影值確定所述參考電壓矢量 所在的扇