拉伸αβ坐标系多电平变流器零序电压优化控制方法

摘要

本发明涉及一种拉伸αβ坐标系多电平变流器零序电压优化控制方法。该控制方法首先利用αβ坐标系下各电平矢量的纵横相对坐标值之差分别为1/3和整数倍这一特征，提出了一种将αβ坐标系的α坐标值拉伸为原值的3倍，将β坐标值拉伸为原值的倍来构建新型mn坐标系。基于mn坐标系，在引入零序电压约束条件的基础上，设计了一种与多电平的电平数无关且能确保零序电压的值在单级电平1/3范围内的快速零序电压优化控制方法。本发明公开的多电平变流器零序电压优化控制方法，使参考电压矢量所在扇区的定位、空间矢量的作用时间计算和多电平电路输出状态的求解变得非常简单，只需进行简单的四则运算和比较运算，方法快速性好，适合于在线数字实现。

主权项

拉伸αβ坐标系多电平变流器零序电压优化控制方法,其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将电压参考矢量和多电平空间矢量在αβ坐标系中的α坐标值拉伸为原值的3倍，将β坐标值拉伸为原值的倍，形成整数化坐标；步骤2：通过判别参考矢量的坐标(m_r,n_r)和中间变量坐标(floor(m_r),floor(n_r))的关系获得由空间矢量V₁V₂V₃V₄构成正方形的中心点V₀坐标值(m₀,n₀)，其中floor()为向下取整函数；步骤3：判别n_r与n₀的大小关系，如n_r＞n₀，转入步骤4，否则转入步骤5；步骤4：计算V₁V₂V₃的坐标值及其作用时间；步骤5：计算V₁V₂V₄的坐标值及其作用时间；步骤6：求取用于合成参考矢量的空间矢量m坐标与3的余数；如果两者的余数mod(m,3)＝0，则空间矢量在abc坐标系中的坐标为a＝int(m,3)，b＝a+(n‑m)/2和c＝a‑(n+m)/2、如果两者的余数mod(m,3)＝1，则空间矢量在abc坐标系中的坐标为a＝int(m,3)，b＝a+(n‑m)/2和c＝a‑(n+m)/2、如果两者的余数mod(m,3)＝2，则空间矢量在abc坐标系中的坐标为a＝int(m,3)+1，b＝a+(n‑m)/2和c＝a‑(n+m)/2。其中mod()为求余函数，int()取整函数；步骤7：将具体的a、b和c数值转换为多电平电路不同桥臂的开关状态，并按由步骤4或5计算得到作用时间进行输出。