[发明专利]简化的五相三电平电压源逆变器及其矢量控制方法

权利要求书

1.简化的五相三电平电压源逆变器，其特征在于，它由三电平双Buck级电路(1)、两电平电压型逆变级电路(2)、直流电源(3)、电容C₁和电容C₂组成，

电容C₁和电容C₂串联后与直流电源3的两个输出端并联，所述电容C₁和电容C₂的电容值相同，三电平双Buck级电路(1)的第一输入端(P)与直流电源(3)的正极相连，三电平双Buck级电路(1)的第二输入端与电容C₁和电容C₂的连接端(O)相连，三电平双Buck级电路(1)的第三输入端(N)与直流电源(3)的负极相连，三电平双Buck级电路(1)的第一输出端(P_vin)与两电平电压型逆变级电路(2)的第一输入端相连，三电平双Buck级电路(1)的第二输出端(N_vin)与两电平电压型逆变级电路(2)的第二输入端相连，两电平电压型逆变级电路(2)输出端输出参考电压。

2.根据权利要求1所述的简化的五相三电平电压源逆变器，其特征在于，所述三电平双Buck级电路(1)由四个IGBT开关(S₁、S₂、S₃和S₄)组成，所述第一IGBT开关(S₁)的集电极作为三电平双Buck级电路(1)的第一输入端(P)，第一IGBT开关(S₁)的发射极与第二IGBT开关(S₂)的集电极相连后作为三电平双Buck级电路(1)的第一输出端(P_vin)，第二IGBT开关(S₂)的发射极与第三IGBT开关(S₃)的集电极相连，且该连接端作为三电平双Buck级电路(1)的第二输入端，第三IGBT开关(S₃)的发射极与第四IGBT开关(S₄)的集电极相连作为三电平双Buck级电路(1)的第二输出端(N_vin)，所述第四IGBT开关(S₄)的发射极作为三电平双Buck级电路(1)的第三输入端。

3.根据权利要求2所述的简化的五相三电平电压源逆变器，其特征在于，所述三电平双Buck级电路(1)的四个IGBT开关(S₁、S₂、S₃和S₄)的状态与所述三电平双Buck级电路(1)的两个输出端输出的两个电平V_{P_in}v和V_{N_inv}之间的关系如表一所示：

表一

表中V_DC表示电容C₁两端的电压幅值。

4.根据权利要求1所述的简化的五相三电平电压源逆变器，其特征在于，所述两电平电压型逆变级电路(2)为五相逆变器电路。

5.基于权利要求1所述的简化的五相三电平电压源逆变器的矢量控制方法，其特征在于，所述方法的具体过程为：

步骤1：判断当前时刻参考电压矢量所处的扇区，记该扇区为第i扇区，i为1到10之间的自然数；

步骤2：根据最近三矢量原则将第i扇区划分为5个区域，分别记为I区，II区，III区，IV区，V区，判断当前时刻参考电压矢量所属的区域，并记该区域为j区，j为I、II、III、IV或V；

步骤3：根据最近三矢量原则，由步骤2确定的j区选择对应的三个基本合成矢量；

步骤4：计算步骤3得到三个基本合成矢量的作用时间；

步骤5：根据步骤4得到的三个基本合成矢量的作用时间和三个基本合成矢量的作用顺序对简化的五相三电平电压源逆变器的7组开关进行矢量控制。