一种基于双三电平逆变器供电拓扑的SVPWM策略

摘要

本发明公开了一种基于双三电平逆变器供电拓扑的SVPWM策略，该策略通过三相参考相电压信号快速获得各开关器件的门控信号，每个基波周期内两个逆变器交替工作，每个开关周期内两个逆变器产生的平均零序电压为零，基于直流侧两电容电压信号来平衡中点电位。本发明的有益效果是：1.该调制策略简单快速，不需要任何坐标变换和复杂的扇区判断与查表；2.两台逆变器交替工作，其开关器件的开关频率降为原来的一半，减少开关器件损耗；3.平均零序电压消除后，两台逆变器只需要一个直流电源供电，可有效简化拓扑结构和降低成本，易于电机的四象限运行。

主权项

1.一种基于双三电平逆变器供电拓扑的SVPWM策略，其特征在于它的步骤包括：(1)将参考电压矢量分解为嵌位矢量和切换矢量，当参考电压矢量OT位于第一扇区（S=1）时，其所对应的嵌位矢量和切换矢量分别为OA和AT，嵌位矢量和切换矢量由两台逆变器分别获得，当参考电压矢量OT位于其它扇区（S=2、3、4、5、6）时，其所对应的嵌位矢量分别为OB、OC、OD、OE和OF，规定当参考电压矢量OT位于第二、四、六扇区（S=2、4、6）时，逆变器2输出嵌位矢量，逆变器1输出切换矢量，否则逆变器1输出嵌位矢量，逆变器2输出切换矢量，根据三相参考相电压大小关系判断参考电压矢量所在的扇区；(2)将切换矢量修正为两电平空间矢量图中的修正矢量；参考电压矢量对应的切换矢量AT位于第二小扇区（N=2）时，切换矢量对应的修正矢量为B'T，其中扇区判断方法与步骤(1)中相同，此时所依据的三相相电压为修正过的修正相电压，其修正方法为，在原来的参考相电压基础上加上或减去一个值（k·Vdc），k的可能取值为1/3和1/6；(3)根据步骤(2)中的修正矢量确定工作逆变器各上桥臂的假想开通时间，各上桥臂的假想开通时间分别为$\left\{\begin{array}{c}{T}_{\mathrm{as}}={4T}_s\frac{v_a^{{*}^{\prime \prime }}}{V_{\mathrm{dc}}}\\ T_{\mathrm{bs}}={4T}_s\frac{v_b^{{*}^{\prime \prime }}}{V_{\mathrm{dc}}}\\ T_{\mathrm{cs}}={4T}_s\frac{v_c^{{*}^{\prime \prime }}}{V_{\mathrm{dc}}}\end{array}\right.$其中Ts为开关周期，和分别由步骤(2)中的修正相电压（和）再次修正得到，此时修正系数k的可能取值为1/6和1/12；(4)确定各开关器件的实际开通时间，根据每个开关周期内消除平均零序电压的要求，确定偏移时间（Toffset）的大小，在第一、第三和第五小扇区内，Toffset取0，其它小扇区内，Toffset取Ts/3，将步骤(2)中所得各上桥臂的假想开通时间加上偏移时间Toffset，即可得到各上桥臂的实际开通时间，最后根据修正矢量所在的小扇区，将所得实际开通时间和其它时间（Ts和0）重新分配给各桥臂上的开关器件，使工作逆变器输出正确的端电压，被嵌位的逆变器上各开关器件的开通时间（门控信号）只有Ts和0这两种情况，所以这些开关器件在嵌位期间会一直保持导通或关断；(5)根据直流侧两电容电压大小及直流侧电流流向来平衡中点电位，具体实施方式为$\left\{\begin{array}{c}p\_\mathrm{flag}=\mathrm{sign}\left(i_p\right)\\ \mathrm{\Delta T}=k[(v_{\mathrm{dc}1}-v_{\mathrm{dc}2})/(v_{\mathrm{dc}1}+v_{\mathrm{dc}2})]\times T_s\times p\_\mathrm{flag}\\ T_{0N}=T_{0N}+\mathrm{\Delta T}\\ T_{0P}=T_{0P}-\mathrm{\Delta T}\end{array}\right.$其中，vdc1和vdc2分别为直流侧两电容电压，T0N和T0P分别为一对冗余零矢量的作用时间，Ts为开关周期，ip为直流侧电流，k为调整系数。