[发明专利]实施矢量调制来控制三相逆变器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子学领域。

本发明更具体地涉及一种实施矢量调制技术来控制三相逆变器的方法。

背景技术

现有技术中已知有科学论文“Optimal Common-Mode Voltage Reduction PWM Technique for Inverter Control With Consideration of the Dead-Time Effects–Part I:Basic Development”(Yen-Shin Lai以及Fu-San Shyu–IEEE Transactions on Industry Applications.2004年11月/12月第40卷第6期)。此科学论文涉及脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)技术，更具体地涉及减小共模电压。

现有技术中还已知美国专利申请US2014/0070736(“BayerischeMotoren Werke Aktiengesellschaft”–BMW AG)，其描述了一种电力电子设备和一种用于电机并储存电能的控制方法。此美国专利申请描述了一种电力电子器件结构，其包括可与一个电机相连的一个逆变器，以及可与两个电能储存装置相连的至少一个半桥。两个电能储存装置中的一个电能储存装置至少临时地向电机供电，另一个电能储存装置至少临时地通过电机和其中一个半桥向至少来自两个电能储存装置的另一个电能储存装置充电。因此，用于切换电力电子器件的控制方法是根据空间矢量调制原理工作的。

现有技术中已知有空间矢量调制(Space Vector Modulation，SVM)型调制。其为以数字方式实施来控制三相逆变器的方法。此方法尤其在电动车中实施。SVM型调制使用对应于单独切换组态的矢量来生成参考电压。图1示出了一个三相逆变器结构。各矢量来源于以二进制方式表示的特定组合。对于三相逆变器，如图1中所示，有8(2³)种可能的组合。下表1表示基于切换函数的各矢量以及各相对应的电压，其中“0”表示断开(“OFF”)且“1”表示闭合(“ON”)。

表1：对应于切换逻辑的矢量

基于数学转换，SVM方法适用于对“数字微处理器”型处理器进行编程。

在传统SVM方法中，共模电压(common-mode voltage，CMV)可取以下值：根据所用矢量，+/-V_dc/2或+/-V_dc/6。在切换期间，共模电压可变化+/-V_dc/3。导致漏泄电流的共模电流或CMC与CMV电平的变化成正比。

用于减小共模电压的方法也于近期提出。

发明内容

本发明旨在通过提出一种控制方法来弥补现有技术的缺点，该方法提供优于现有技术方法的性能，尤其在用于电动车辆方面的性能。

为此，本发明在其最普遍的意义上涉及一种控制包括至少一个六开关逆变器的一个系统的方法，所述至少一个六开关逆变器与一个蓄电池相连并且由一个处理器控制，所述方法实施矢量调制，特征在于其能够通过适当的控制逻辑来防止所述蓄电池消耗的电流变为零安培。

根据本发明的方法能够获得以下结果：

·提高效率；

·减小共模电压和电流；

·减小电磁兼容性的影响；

·限制蓄电池处获得的电流的波动；以及

·减小DC总线的滤波器的尺寸。

根据本发明的方法能够限制DC总线(尤其蓄电池)的突然性和周期性载荷，并且减少切换损耗。

通过本发明，蓄电池使用寿命和电力以及电动化组件的使用寿命得以增加。本发明能够增加系统的使用寿命，同时增强适应性。

有利的是，根据本发明的方法无需添加其他组件。这样可以不会导致生产成本增加。

根据一个实施方式，该方法包括将一个呈圆形的矢量修改成可转移至一个六边形的各边的另一种形式的一个步骤，所述另一种形式随参考矢量的半径而变化。

根据一个实施方式，该方法包括计算产生一个零矢量时间(zero time)的一个步骤，以及将此时间分配给附近的矢量的一个步骤，将其中占百分比为k分配给各扇区中的第一矢量并将其中占百分比为(1-k)分配给第二矢量，其中k在0到1之间。