三电平逆变器svpwm控制中扇区确定的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及多电平逆变器技术领域，尤其涉及一种三电平逆变器SVPWM控制中扇 区确定的方法。
【背景技术】
[0002] SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation，空间矢量脉宽调制）的主要思想 是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变 器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM(PulseWidthModulation,脉冲宽度调制） 波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发， 以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体 来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
[0003] 三电平逆变器具有输出功率大、谐波因数低、电压应力小等优点，但传统的三电平 逆变器SVPWM控制中扇区判断部分计算量大，增加了计算负担。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对传统技术中三电平逆变器SVPWM控制中扇区判断部分计算量 大的问题，提供一种扇区确定方法简单、计算量小，且无需采用直流母线数值进行计算的三 电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法。
[0005] 为实现本发明目的提供的一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法，包括 以下步骤：
[0006] 将作为三电平逆变器的控制指令的空间合成电压矢量Us，分别在直角坐标系的α 轴和β轴进行投影，得到相应的投影电压Ua和1^ ;
[0008] 判断所述第一电压Ul、所述第二电压u2和所述第三电压u3是否大于0 ;
[0009] 根据所述第一电压Ul、所述第二电压1!2和所述第三电压1!3中大于0的个数及具体 大于〇的电压，确定所述空间合成电压矢量队所在的大扇区。
[0010] 作为一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的可实施方式，所述大扇区 包括6个，分别为大扇区A、大扇区B、大扇区C、大扇区D、大扇区E和大扇区F，其中：
[0011] 所述大扇区A完全在空间电压矢量图所在直角坐标系的第一象限中；
[0012] 所述大扇区B的一半在所述空间电压矢量图所在直角坐标系的第一象限中，另一 半在第二象限中；
[0013] 所述大扇区C完全在所述空间电压矢量图所在直角坐标系的第二象限中；
[0014] 所述大扇区D完全在所述空间电压矢量图所在直角坐标系的第三象限中；
[0015] 所述大扇区E的一半在所述空间电压矢量图所在直角坐标系的第三象限中，另一 半在第四象限中；
[0016] 所述大扇区F完全在所述空间电压矢量图所在直角坐标系的第四象限中。
[0017] 作为一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的可实施方式，所述根据所 述第一电压W、所述第二电压u2和所述第三电压u3中大于0的个数及具体大于0的电压， 确定所述空间合成电压矢量Us所在的大扇区，包括以下步骤：
[0018] 当只有所述第一电压叫大于0时，确定所述空间合成电压矢量队在所述大扇区A 中；
[0019] 当只有所述第二电压u2大于0时，确定所述空间合成电压矢量队在所述大扇区B 中；
[0020] 当所述第一电压Ul大于0,所述第二电压u2也大于0,且所述第三电压u3小于等 于〇时，确定所述空间合成电压矢量us在所述大扇区C中；
[0021] 当只有所述第三电压u3大于0时，确定所述空间合成电压矢量队在所述大扇区D 中；
[0022] 当所述第一电压Ul大于0,所述第三电压u3也大于0,且所述第二电压u2小于等 于〇时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区E中；
[0023] 当所述第二电压u2大于0,所述第三电压u3也大于0,且所述第一电压Ul小于等 于〇时，确定所述空间合成电压矢量队在所述大扇区F中。
[0024] 作为一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的可实施方式，所述根据所 述第一电压W、所述第二电压u2和所述第三电压u3中大于0的个数及具体大于0的电压， 确定所述空间合成电压矢量Us所在的大扇区，包括以下步骤：
[0025] 设置大扇区号N=X+2Y+4Z，其中，父在七>0时取值为1，否则取值为0"在叫 > 〇时取值为1，否则取值为〇 ;Z在u3 > 0时取值为1，否则取值为0 ;
[0026] 根据预设的所述大扇区号与所述空间电压矢量图的大扇区对应关系确定所述空 间合成电压矢量Us所在的大扇区。
[0027] 作为一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的可实施方式，所述大扇区 号N的取值包括1、2、3、4、5、6;所述根据预设的所述大扇区号与所述空间电压矢量图的大 扇区对应关系确定所述空间合成电压矢量Us所在的大扇区，包括以下步骤：
[0028] 当N取1时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区A中；
[0029] 当N取2时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区B中；
[0030] 当N取3时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区C中；
[0031] 当N取4时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区D中；
[0032] 当N取5时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区E中；
[0033] 当N取6时，确定所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区F中。
[0034] 作为一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的可实施方式，每个所述大 扇区分为4个小扇区，其中所述大扇区A的四个小扇区分别为A1、A2、A3和A4;所述大扇区 B的四个小扇区分别为Bl、B2、B3和B4;所述大扇区C的四个小扇区分别为Cl、C2、C3和 C4;所述大扇区C的四个小扇区分别为D1、D2、D3和D4;所述大扇区E的四个小扇区分别为 E1、E2、E3和E4 ;所述大扇区F的四个小扇区分别为FI、F2、F3和F4。
[0035] 在其中一个三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的实施例中，还包括判断 所述空间合成电压矢量队在所在大扇区中的哪个小扇区中的步骤，具体包括以下步骤：
[0036] 设置小扇区号n=x+y+2z;
[0037] 根据预设的所述小扇区号与所述空间电压矢量图的小扇区对应关系确定所述空 间合成电压矢量队所在的小扇区；
[0038] 其中：
[0039] 当所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区A中时X,y,z的取值如下：
[0044] 当所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区B中时X,y,z的取值如下：
[0049] 当所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区C中时X,y,z的取值如下：
[0054] 当所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区D中时X,y,z的取值如下：
[0059] 当所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区E中时x,y,z的取值如下：
[0064] 当所述空间合成电压矢量Us在所述大扇区F中时X,y,z的取值如下：
[0069]其中，VDC为输入的直流电压。
[0070] 作为一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法的可实施方式，所述小扇区 号的取值包括1、2、3、4 ;
[0071] 当所述小扇区号取值为1时，确定所述空间合成电压矢量队在所在大扇区中的第 一个小扇区中；
[0072] 当所述小扇区号取值为2时，确定所述空间合成电压矢量队在所在大扇区中的第 二个小扇区中；
[0073] 当所述小扇区号取值为3时，确定所述空间合成电压矢量队在所在大扇区中的第 三个小扇区中；
[0074] 当所述小扇区号取值为4时，确定所述空间合成电压矢量Us在所在大扇区中的第 四个小扇区中；
[0075] 其中所述第一个小扇区包括六131、(：1、014111;所述第二个小扇区包括42、82、 C2、D2、E2、F2 ;所述第三个小扇区包括A3、B3、C3、D3、E3、F3 ;所述第四个小扇区包括A4、 B4、C4、D4、E4、F4〇
[0076] 本发明的有益效果包括：
[0077] 本发明提供的一种三电平逆变器SVPWM控制中扇区确定的方法，其将空间合成电 压矢量在直角坐标系中进行投影，并判断得到的投影电压之间的大小关系。进一步根据得 至IJ的判断结果确定空间合成电压矢量Us，也即需要的直流母线电压，所在的大扇区，而无需 直接使用直流母线数值进行计算，大大降低了计算的复杂度。提高了三电平逆变器扇区判 断的效率，以及SVPWM控制的效率，从而使逆变器的整体工作效率提高。
【附图说明】
[0078] 图1为二极管钳位式三电平逆变器的主电路图；
[0079] 图2为三电平逆变器的空间电压矢量图；
[0080] 图3为三电平