三電平逆變器svpwm控制中扇區(qū)確定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及多電平逆變器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三電平逆變器SVPWM控制中扇 區(qū)確定的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation，空間矢量脈寬調(diào)制）的主要思想 是以三相對(duì)稱正弦波電壓供電時(shí)三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)定子理想磁鏈圓為參考標(biāo)準(zhǔn)，以三相逆變 器不同開(kāi)關(guān)模式作適當(dāng)?shù)那袚Q，從而形成PWM(PulseWidthModulation,脈沖寬度調(diào)制） 波，以所形成的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶縼?lái)追蹤其準(zhǔn)確磁鏈圓。傳統(tǒng)的SPWM方法從電源的角度出發(fā)， 以生成一個(gè)可調(diào)頻調(diào)壓的正弦波電源，而SVPWM方法將逆變系統(tǒng)和異步電機(jī)看作一個(gè)整體 來(lái)考慮，模型比較簡(jiǎn)單，也便于微處理器的實(shí)時(shí)控制。
[0003] 三電平逆變器具有輸出功率大、諧波因數(shù)低、電壓應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)的三電平 逆變器SVPWM控制中扇區(qū)判斷部分計(jì)算量大，增加了計(jì)算負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)判斷部分計(jì)算量 大的問(wèn)題，提供一種扇區(qū)確定方法簡(jiǎn)單、計(jì)算量小，且無(wú)需采用直流母線數(shù)值進(jìn)行計(jì)算的三 電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的提供的一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法，包括 以下步驟：
[0006] 將作為三電平逆變器的控制指令的空間合成電壓矢量Us，分別在直角坐標(biāo)系的α 軸和β軸進(jìn)行投影，得到相應(yīng)的投影電壓Ua和1^ ;
[0008] 判斷所述第一電壓Ul、所述第二電壓u2和所述第三電壓u3是否大于0 ;
[0009] 根據(jù)所述第一電壓Ul、所述第二電壓1!2和所述第三電壓1!3中大于0的個(gè)數(shù)及具體 大于〇的電壓，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)所在的大扇區(qū)。
[0010] 作為一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的可實(shí)施方式，所述大扇區(qū) 包括6個(gè)，分別為大扇區(qū)A、大扇區(qū)B、大扇區(qū)C、大扇區(qū)D、大扇區(qū)E和大扇區(qū)F，其中：
[0011] 所述大扇區(qū)A完全在空間電壓矢量圖所在直角坐標(biāo)系的第一象限中；
[0012] 所述大扇區(qū)B的一半在所述空間電壓矢量圖所在直角坐標(biāo)系的第一象限中，另一 半在第二象限中；
[0013] 所述大扇區(qū)C完全在所述空間電壓矢量圖所在直角坐標(biāo)系的第二象限中；
[0014] 所述大扇區(qū)D完全在所述空間電壓矢量圖所在直角坐標(biāo)系的第三象限中；
[0015] 所述大扇區(qū)E的一半在所述空間電壓矢量圖所在直角坐標(biāo)系的第三象限中，另一 半在第四象限中；
[0016] 所述大扇區(qū)F完全在所述空間電壓矢量圖所在直角坐標(biāo)系的第四象限中。
[0017] 作為一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的可實(shí)施方式，所述根據(jù)所 述第一電壓W、所述第二電壓u2和所述第三電壓u3中大于0的個(gè)數(shù)及具體大于0的電壓， 確定所述空間合成電壓矢量Us所在的大扇區(qū)，包括以下步驟：
[0018] 當(dāng)只有所述第一電壓叫大于0時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所述大扇區(qū)A 中；
[0019] 當(dāng)只有所述第二電壓u2大于0時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所述大扇區(qū)B 中；
[0020] 當(dāng)所述第一電壓Ul大于0,所述第二電壓u2也大于0,且所述第三電壓u3小于等 于〇時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量us在所述大扇區(qū)C中；
[0021] 當(dāng)只有所述第三電壓u3大于0時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所述大扇區(qū)D 中；
[0022] 當(dāng)所述第一電壓Ul大于0,所述第三電壓u3也大于0,且所述第二電壓u2小于等 于〇時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)E中；
[0023] 當(dāng)所述第二電壓u2大于0,所述第三電壓u3也大于0,且所述第一電壓Ul小于等 于〇時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所述大扇區(qū)F中。
[0024] 作為一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的可實(shí)施方式，所述根據(jù)所 述第一電壓W、所述第二電壓u2和所述第三電壓u3中大于0的個(gè)數(shù)及具體大于0的電壓， 確定所述空間合成電壓矢量Us所在的大扇區(qū)，包括以下步驟：
[0025] 設(shè)置大扇區(qū)號(hào)N=X+2Y+4Z，其中，父在七>0時(shí)取值為1，否則取值為0"在叫 > 〇時(shí)取值為1，否則取值為〇 ;Z在u3 > 0時(shí)取值為1，否則取值為0 ;
[0026] 根據(jù)預(yù)設(shè)的所述大扇區(qū)號(hào)與所述空間電壓矢量圖的大扇區(qū)對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述空 間合成電壓矢量Us所在的大扇區(qū)。
[0027] 作為一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的可實(shí)施方式，所述大扇區(qū) 號(hào)N的取值包括1、2、3、4、5、6;所述根據(jù)預(yù)設(shè)的所述大扇區(qū)號(hào)與所述空間電壓矢量圖的大 扇區(qū)對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述空間合成電壓矢量Us所在的大扇區(qū)，包括以下步驟：
[0028] 當(dāng)N取1時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)A中；
[0029] 當(dāng)N取2時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)B中；
[0030] 當(dāng)N取3時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)C中；
[0031] 當(dāng)N取4時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)D中；
[0032] 當(dāng)N取5時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)E中；
[0033] 當(dāng)N取6時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)F中。
[0034] 作為一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的可實(shí)施方式，每個(gè)所述大 扇區(qū)分為4個(gè)小扇區(qū)，其中所述大扇區(qū)A的四個(gè)小扇區(qū)分別為A1、A2、A3和A4;所述大扇區(qū) B的四個(gè)小扇區(qū)分別為Bl、B2、B3和B4;所述大扇區(qū)C的四個(gè)小扇區(qū)分別為Cl、C2、C3和 C4;所述大扇區(qū)C的四個(gè)小扇區(qū)分別為D1、D2、D3和D4;所述大扇區(qū)E的四個(gè)小扇區(qū)分別為 E1、E2、E3和E4 ;所述大扇區(qū)F的四個(gè)小扇區(qū)分別為FI、F2、F3和F4。
[0035] 在其中一個(gè)三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的實(shí)施例中，還包括判斷 所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所在大扇區(qū)中的哪個(gè)小扇區(qū)中的步驟，具體包括以下步驟：
[0036] 設(shè)置小扇區(qū)號(hào)n=x+y+2z;
[0037] 根據(jù)預(yù)設(shè)的所述小扇區(qū)號(hào)與所述空間電壓矢量圖的小扇區(qū)對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述空 間合成電壓矢量隊(duì)所在的小扇區(qū)；
[0038] 其中：
[0039] 當(dāng)所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)A中時(shí)X,y,z的取值如下：
[0044] 當(dāng)所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)B中時(shí)X,y,z的取值如下：
[0049] 當(dāng)所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)C中時(shí)X,y,z的取值如下：
[0054] 當(dāng)所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)D中時(shí)X,y,z的取值如下：

[0059] 當(dāng)所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)E中時(shí)x,y,z的取值如下：
[0064] 當(dāng)所述空間合成電壓矢量Us在所述大扇區(qū)F中時(shí)X,y,z的取值如下：
[0069]其中，VDC為輸入的直流電壓。
[0070] 作為一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法的可實(shí)施方式，所述小扇區(qū) 號(hào)的取值包括1、2、3、4 ;
[0071] 當(dāng)所述小扇區(qū)號(hào)取值為1時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所在大扇區(qū)中的第 一個(gè)小扇區(qū)中；
[0072] 當(dāng)所述小扇區(qū)號(hào)取值為2時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所在大扇區(qū)中的第 二個(gè)小扇區(qū)中；
[0073] 當(dāng)所述小扇區(qū)號(hào)取值為3時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量隊(duì)在所在大扇區(qū)中的第 三個(gè)小扇區(qū)中；
[0074] 當(dāng)所述小扇區(qū)號(hào)取值為4時(shí)，確定所述空間合成電壓矢量Us在所在大扇區(qū)中的第 四個(gè)小扇區(qū)中；
[0075] 其中所述第一個(gè)小扇區(qū)包括六131、(：1、014111;所述第二個(gè)小扇區(qū)包括42、82、 C2、D2、E2、F2 ;所述第三個(gè)小扇區(qū)包括A3、B3、C3、D3、E3、F3 ;所述第四個(gè)小扇區(qū)包括A4、 B4、C4、D4、E4、F4〇
[0076] 本發(fā)明的有益效果包括：
[0077] 本發(fā)明提供的一種三電平逆變器SVPWM控制中扇區(qū)確定的方法，其將空間合成電 壓矢量在直角坐標(biāo)系中進(jìn)行投影，并判斷得到的投影電壓之間的大小關(guān)系。進(jìn)一步根據(jù)得 至IJ的判斷結(jié)果確定空間合成電壓矢量Us，也即需要的直流母線電壓，所在的大扇區(qū)，而無(wú)需 直接使用直流母線數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，大大降低了計(jì)算的復(fù)雜度。提高了三電平逆變器扇區(qū)判 斷的效率，以及SVPWM控制的效率，從而使逆變器的整體工作效率提高。
【附圖說(shuō)明】
[0078] 圖1為二極管鉗位式三電平逆變器的主電路圖；
[0079] 圖2為三電平逆變器的空間電壓矢量圖；
[0080] 圖3為三電平