[发明专利]一种三相电流型七电平PWM整流器的空间矢量调制策略

权利要求书

1.一种三相电流型七电平PWM整流器的空间矢量调制策略，其特征在于，所述三相电流型七电平PWM整流器包括并联的三个整流桥模块，每个整流桥模块分别由相应的调制波控制；

所述空间矢量调制策略包含以下步骤：

步骤1、建立三相电流型七电平PWM整流器的空间电流矢量图：

(1)建立abc三相坐标系，以a轴作为α轴，逆时针方向旋转90度作为β轴，以坐标轴原点为中心点作六边形并使得a、b和c轴分别与六边形的某条边垂直；

(2)分别连接六边形顶点和坐标轴原点，将六边形划分为六个区域，从α轴所处区域起按照逆时针方向顺序记为第1至第6扇形区域；

(3)对任一扇形区域，将其均分为九个三角形区域，每个三角形区域的边长I为每个整流桥模块直流侧输出直流电流大小；九个扇形区域内的三角形区域按照由外向内且逆时针方向顺序记为第①至第⑨三角形区域；

(4)以坐标轴原点为端点分别向每个三角形区域的顶点作射线，形成37个空间矢量；37个空间矢量按照矢量大小分为6类：

1)矢量大小为0的零矢量

2)矢量大小为I的短矢量以第2扇形区域中接近α轴的空间矢量为其余矢量按照逆时针方向顺序编号；

3)矢量大小为的中短矢量以第2扇形区域中的空间矢量为其余矢量按照逆时针方向顺序编号；

4)矢量大小为2I的中矢量以第2扇形区域中接近α轴的空间矢量为其余矢量按照逆时针方向顺序编号；

5)矢量大小为的中长矢量以第2扇形区域中接近α轴的空间矢量为其余矢量按照逆时针方向顺序编号；

6)矢量大小为3I的长矢量以第2扇形区域中接近α轴的空间矢量为其余矢量按照逆时针方向顺序编号；

步骤2、对目标电流矢量所在扇形区域和三角形区域进行判定；

步骤3、目标电流矢量由其所在三角形区域的三个顶点与坐标轴原点连接而成的三个空间矢量合成，计算这三个空间矢量的作用时间；

步骤4、设定每个整流桥模块中的两个开关管作用对应的矢量为基础矢量，基础矢量与扇形区域以及开关管组合方式的对应关系如下：

第1扇形区域：

第2扇形区域：

第3扇形区域：

第4扇形区域：

第5扇形区域：

第6扇形区域：

其中，为基础矢量，n＝1,2,3表示三个整流桥模块，S_n1、S_n3和S_n5表示三个整流桥模块a相、b相和c相上桥臂的开关管，S_n4、S_n6和S_n2表示三个整流桥模块a相、b相和c相下桥臂的开关管；

步骤5，根据以下空间矢量与基础矢量之间的关系，确定步骤3中所述三个空间矢量对应的基础矢量；空间矢量与基础矢量之间的关系为：

步骤6，根据目标电流矢量所在扇形区域，确定目标电流矢量的开关管组合方式，其中合成目标电流矢量的三个空间矢量的作用时间即为其对应开关管组合的作用时间。

2.如权利要求1所述的一种三相电流型七电平PWM整流器的空间矢量调制策略，其特征在于：所述步骤2中的目标电流矢量所在扇区编号N＝n_a+2n_b+4n_c，其中，i_ar,i_br,i_cr分别为在a,b,c轴的投影大小；

位于第2扇形区域内的目标电流矢量所在三角形区域的判定方法为：以α轴为x轴，β轴为y轴，建立平面直角坐标系，在此坐标系下，设若则位于第①三角形区域；若则位于第②三角形区域；若则位于第③三角形区域；若则位于第④三角形区域；若则位于第⑤三角形区域。

3.如权利要求1所述的一种三相电流型七电平PWM整流器的空间矢量调制策略，其特征在于：所述步骤3中，根据等效原则：

式中，目标电流矢量所在三角形区域的三个顶点与坐标轴原点连接而成的三个空间矢量分别为t_x、t_y、t_z分别为的作用时间，T为调制周期。