[发明专利]H14结构T型三电平逆变器共模电压虚拟空间矢量消除方法

说明书

本发明H14结构T型三电平逆变器共模电压虚拟空间矢量消除方法，该消除方法在逆变器直流侧增加两个全控型开关器件形成H14结构的T型三电平逆变器，通过对H14结构的T型三电平逆变器四种模式下共模电压为零的矢量，合成新的虚拟矢量，构成T型三电平逆变器的新型虚拟矢量空间图，判断参考电压V_ref的位置，获取开关状态输出序列，最后根据开关状态输出序列控制T型三电平逆变器上各相中各开关的开关状态。本发明中避免共模电压不为零的矢量，使得的所有虚拟矢量作用时产生的共模电压为0，可以有效的消除T型三电平逆变器输出的共模电压。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更为具体地讲涉及一种H14结构T型三电平逆变器共模电压虚拟空间矢量消除方法。

背景技术

T型三电平逆变器相比于NPC型三电平逆变器每相减少了两个钳位二极管，在正电平和负电平输出时，电流流经的器件变少，减小了导通损耗。

然而，T型三电平逆变器的开关功率器件快速切换会产生高频的共模电压。在电机驱动系统中，高频共模电压在电机内部寄生电容的作用下，还会感应生成高频的轴承电压。当轴承电压大于油膜击穿阈值电压时，油膜就会被击穿从而会发生瞬间放电现象，产生的大电流脉冲释放出巨大的热量会腐蚀击穿点附近的金属，甚至直接损坏轴承。

针对T型三电平逆变器的共模电压较高问题，国内外的学者提出了很多改进方法。主要分为改进逆变器调制策略、模型预测控制策略、添加滤波装置、改进拓扑结构。但是改进逆变器调制策略如RCVDPWM、AZSPWM、NSPWM等，虽可抑制共模电压，但是并未将共模电压完全抑制，模型预测控制策略也存在降低系统性能、增大计算量的问题。添加滤波装置以及改进拓扑结构中的滤波器或辅助电路均会增加很多的成本。因此本发明考虑一种T型三电平逆变器共模电压的消除方法。

发明内容

本发明的目的在于，提出了一种H14结构T型三电平逆变器共模电压虚拟空间矢量消除方法，该方法在逆变器直流侧增加两个全控型开关器件形成H14结构的T型三电平逆变器，配合新型虚拟空间矢量调制策略，实现对T型三电平逆变器输出共模电压的消除。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种H14结构T型三电平逆变器共模电压虚拟空间矢量消除方法，该消除方法包括以下步骤：

步骤1：在T型三电平逆变器直流侧增加两个全控型开关器件，命名为S_d13、S_d14；根据S_d13、S_d14不同的开关状态，T型三电平逆变器共有四种运行模式，四种模式表示为I、II、III、IV，计算不同模式下逆变器各个电压矢量输出电压V_A，V_B，V_C，并计算不同模式下不同的矢量类型的各个电压矢量的共模电压，

步骤2：按照下述规则挑选共模电压为零的矢量，具体规则是：忽略模式四下的共模电压为零的矢量，只选择模式一下的共模电压为零的零矢量OOOI作为挑选的零矢量，然后挑选出剩余共模电压为零的小矢量和中矢量，并将挑选的小矢量和挑选的中矢量按照扇区所在顺序依次列出，具体是：

挑选的零矢量：OOOI；

挑选的小矢量：PPOII，NONIII，OPPII，NNOIII，POPII，ONNIII；

挑选的中矢量：PONI，OPNI，NPOI，NOPI，ONPI，PNOI；

上述中P、O、N代表逆变器某一相的开关状态，三个字母组合就代表了三相的开关状态，I、II、III分别表示所处的模式；“V+开关状态+模式”表示此模式开关状态下的电压矢量；