[发明专利]一种Vienna整流器的空间矢量调制方法

说明书

本发明公开一种Vienna整流器的空间矢量调制方法，包括：根据Vienna整流器的三相调制电压V_a、V_b、V_c经过矢量变换得到目标矢量根据三相调制电压V_a、V_b、V_c的正负来判断目标矢量在电压矢量空间中所处的大扇区，目标矢量通过简化的等效公式变换到第I大扇区，调制电压V_a、V_b、V_c变换为等效调制电压V_ra、V_rb、V_rc；等效调制电压标幺化为根据的大小关系，判断目标矢量所处小扇区，并选择距离最近的基本电压矢量来合成；对于基本电压矢量对应的开关状态进行排序，结合各个矢量的作用时间对Vienna整流器进行调制。本发明通过简化的等效公式将目标矢量变换到第I大扇区，根据矢量作用时间大于0的原则直接进行小扇区判断，利用载波调制与空间矢量调制之间的等效，只需要加减运算可得到各个矢量的作用时间。

技术领域

本发明属于电力领域，更具体地，涉及一种Vienna整流器的空间矢量调制方法。

背景技术

Vienna整流器作为一种三电平变换器，其常见的调制策略主要有载波调制CB-PWM(carrier-based pulse width modulation)、空间矢量调制SVM(space-vectormodulation)和断续调制DPWM(discontinuous pulse width modulation)调制三类。

三电平空间矢量调制包括最近三矢量NTV法和基于两电平等效的简化SVM法。由于VIENNA整流器的特殊性，空间矢量受电流方向限制，使得最近三矢量法中扇区判断和矢量时间计算复杂，一般采用基于两电平等效的简化SVM法。

王涛等人在论文“Vienna整流器简化三电平矢量调制的数字化实现”中提出了一种Vienna整流器简化SVM的数字化实现方式，这种方式将处于其他扇区的目标矢量先经过旋转变换至第I扇区再由统一的计算方式得到向量作用时间，并基于两电平矢量调制推导了简化三电平SVM的矢量作用时间的计算公式。主扇区的判断是要确定目标矢量处于哪个等效两电平调制区，通过三相调制电压V_ra、V_rb、V_rc的正负确定；子扇区判断是要判断等效目标矢量(目标矢量减去对应大扇区的小矢量)在两电平调制区的位置，通过伏秒平衡原理得到；矢量作用时间计算公式为：T₀＝1-T₁-T₂。但是为了得到统一的计算公式，当目标矢量不在第一大扇区时，为了等效到第I大扇区，需要进行abc-αβ坐标变换和旋转变换，而且当目标矢量不在I-1扇区时，还需要经过二次旋转变换至I-1扇区，过程复杂；且在扇区判断和矢量作用时间的计算过程中，涉及大量的三角函数和无理数运算，导致运算量大，对数字处理器的运算能力提出了较高的要求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明基于有效矢量不变的原理，利用载波调制与空间矢量调制间的等效，提出了一种可以快速实现调制的优化算法，可以通过三相正弦调制电压的加减运算进行扇区判断和矢量作用时间计算等，不需要复杂的三角函数和无理数运算。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种Vienna整流器的空间矢量调制方法，包括以下步骤：

S1.根据Vienna整流器的三相调制电压V_a、V_b、V_c经过矢量变换得到目标矢量