[发明专利]一种基于十二边形空间电压矢量的级联二电平逆变器SVPWM调制方法

说明书

本发明公开了一种基于十二边形空间电压矢量的级联二电平逆变器SVPWM调制方法，包括两个级联的三相二电平逆变器一和逆变器二，包括如下步骤：1、构建十二边形空间电压矢量分布图；2、确定参考电压矢量U_ref位于十二边形空间电压矢量分布图的十二个扇区中的哪一个扇区；3、计算区域内两个非零电压矢量作用时间T₁、T₂以及零电压矢量作用时间T₀；4、计算空间空间电压矢量切换点；5、确定电压矢量对应的开关位置，按照波形对称、开关次数最少的原则，确定扇区的SVPWM波形。本发明提高了输出相电压幅值比六边形空间电压矢量脉宽调制相比提高了3.6％，直流母线电压利用率提高了11.5％，且逆变器输出的相电压不含有(6n±1)次谐波，显著改善谐波失真。

技术领域

本发明涉及空间电压矢量调制方法，具体涉及一种基于十二边形空间电压矢量的级联二电平逆变器SVPWM调制方法。

背景技术

随着电力电子技术的不断完善和半导体器件性能的不断提高，多电平逆变器广泛应用于大功率拖动变频调速电机类负载、远距离高压输电线、高电源质量要求的大功率设备等诸多方面。级联型逆变器是多电平逆变器的一种特殊形式，在电机控制、无功补偿、谐波治理等领域应用越来越广泛。

级联型逆变器调制方法一直是研究的热点与难点，不同的调制方法使得级联型逆变器有不同的输出性能，从而可使逆变器应用于不同场合。目前，级联型逆变器的PWM控制方法主要有正弦脉宽调制SPWM和空间矢量脉宽调制SVPWM，SVPWM在直流电源利用率和电流低纹波上显著优于SPWM，但在具有六边形边界的电压矢量的多电平逆变器拓扑中，在过调制区域出现第五和第七谐波，由此产生的谐波电流限制了比例积分控制器的带宽。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于十二边形空间电压矢量的级联二电平逆变器SVPWM调制方法，用以改善谐波失真以及提高直流母线电压利用率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种基于十二边形空间电压矢量的级联二电平逆变器SVPWM调制方法，包括两个级联的三相二电平逆变器一和逆变器二，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、构建十二边形空间电压矢量分布图；

步骤2、确定参考电压矢量U_ref位于所述十二边形空间电压矢量分布图的十二个扇区中的哪一个扇区；

步骤3、计算区域内相邻两个非零电压矢量的作用时间T₁、T₂以及零电压矢量的作用时间T₀；

步骤4、确定每一个电压矢量的作用次序及作用时间；

步骤5、确定电压矢量对应的开关位置，按照波形对称、开关次数最少的原则，确定扇区的SVPWM波形。

进一步的，所述步骤1包括如下步骤：

步骤11、在逆变器一的αβ电压矢量分布坐标系上，以α轴为起点按照逆时针方向，平均划分的六个60°扇区的六个有效矢量依次为V₁(100)、V₂(110)、V₃(010)、V₄(011)、V₅(001)、V₆(101)；在逆变器二的αβ电压矢量分布坐标系上，以α轴为起点按照逆时针方向，平均划分的六个60°扇区的六个有效矢量依次为V₁’(100)、V₂’(110)、V₃’(010)、V₄’(011)、V₅’(001)、V₆’(101)；其中“1”表示上管导通下管关断，“0”表示上管关断下管导通；