专利名称：改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法
技术领域：
本发明涉及三电平逆变器技术领域，具体是一种改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法。
背景技术：
现有的二极管箝位式三电平逆变器与两电平逆变器相比，具有降低对开关器件的耐压要求，提高系统工作电压等级，减小谐波含量，改善输出电压波形质量等优点，被广泛应用于中、大功率场合。这类场合中为了充分利用直流母线电压，往往要求逆变器运行在过调制区域，例如通过过调制运行提高逆变器负载侧电机的最大转矩，延伸电机弱磁运行范围。在众多二极管箝位式三电平逆变器空间矢量调制方法中普遍采用的有两种NTV(Nearest Three Sector)和基于虚拟空间矢量的NTV。其中NTV的特点是采用三个最近的有效电压矢量来合成参考电压矢量，具有谐波含量小，易于DSP实现的优点，但其直流侧电容中点电压波动较大；基于虚拟空间矢量的NTV特点是采用虚拟中矢量代替传统NTV中的有效中矢量进而对参考电压矢量进行合成，这样能够有效地减小直流侧电容中点电压的波动。传统的将这两种方法延伸到过调制区域运行时都会遇到这样一个普遍的问题除大矢量外的其他矢量，尤其是小矢量的作用时间十分短暂甚至为零，使得传统的三电平逆变器空间矢量调制方法在过调制区域时失去了对中点电压波动进行调节的能力，且输出电平存在不经过零电位而在正、负电平之间直接跳变的问题，这在实践过程中是不允许的。
发明内容
本发明要解决的是传统的三电平逆变器空间矢量调制方法，在过调制运行时对直流侧电容中点电压波动难以 进行调节，同时输出电平存在不经过零电位而在正、负电平之间直接跳变的问题，旨在提供一种改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法。为解决上述问题采用的技术方案是本发明的改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法，其特征在于操作步骤如下
51、根据二极管箝位式三电平逆变器得到合成参考电压矢量
^reT ；
52、将合成参考电压矢量的幅值记为，定义合成参考电压矢量的调制度
函数，根据调制度函数的取值范围，确定三电平逆变器合成参考电压矢量所在的调制区域；
53、分别对逆变器合成参考电压矢量所在的第I过调制区域、第2过调制区域中的合成参考电压矢量的幅值与合成参考电压矢量的相位角进行修正，分别得到第I过调制区域、第2过调制区域中修正后的电压矢量Kef ；
S4、采用基于虚拟空间矢量的NTV法对第I过调制区域、第2过调制区域中修正后的电压矢量Lf进行调制。所述步骤S2所述的将合成参考电压矢量的幅值记为Tref，定义合成参考电压矢量调制度函数，根据调制度函数的取值范围，确定逆变器合成参考电压矢量
TCI
V*^所在的调制区域，其具体如下
定义调制度函数，记为《，其表达式为
权利要求
1. 一种改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法，其特征在于操作步骤如下S1、根据二极管箝位式三电平逆变器得到合成参考电压矢量52、将合成参考电压矢量的幅值记为，定义合成参考电压矢量的调制度函数，根据调制度函数的取值范围，确定三电平逆变器合成参考电压矢量所在的调 制区域；53、分别对逆变器合成参考电压矢量所在的第I过调制区域、第2过调制区域中的合成参考电压矢量的幅值与合成参考电压矢量的相位角进行修正，分别得到第I过调制区域、 第2过调制区域中修正后的电压矢量Kef ；54、采用基于虚拟空间矢量的NTV法对第I过调制区域、第2过调制区域中修正后的电压矢量Lf进行调制。
2.根据权利要求1中所述的改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法，其特征在 于，上述步骤S2所述的将合成参考电压矢量的幅值记为Kef，定义合成参考电压矢量*.调制度函数，根据调制度函数的取值范围，确定逆变器合成参考电压矢量
3.根据权利要求2中所述的改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法，其特征在于，上述步骤S3所述的分别对逆变器合成参考电压矢量所在的第I过调制区域、第2过调制区域中的合成参考电压矢量的幅值与合成参考电压矢量的相位角进行修正，分别得到第I过调制区域、第2过调制区域中修正后的电压矢量Vmf，具体如下在静止的α β坐标系中，每隔π/3 (rad)角度定义一个扇区,将(Γ /3 (rad)定义为第I扇区；π/3 2 π/3 (rad)定义为第2扇区；......5π/3 2π (rad)定义为第6扇区，当合成参考电压矢量位于过调制第I过调制区域且处于第I扇区，则合成参考电压矢量相位 refref角与合成参考电压矢量相位角相同，合成参考电压矢量的幅值按下式修正，其修正表达式为
全文摘要
本发明涉及一种改进的二极管箝位式三电平逆变器过调制方法，其具体步骤如下S1、根据二极管箝位式三电平逆变器得到合成参考电压矢量V*ref；S2、定义合成参考电压矢量V*ref的调制度函数，根据调制度函数的取值范围，确定三电平逆变器合成参考电压矢量V*ref所在的调制区域；S3、对逆变器合成参考电压矢量所在的第1过调制区域、第2过调制区域中的合成参考电压矢量的幅值与合成参考电压矢量的相位角进行修正；S4、采用基于虚拟空间矢量的NTV法对第1过调制区域、第2过调制区域中修正后的电压矢量Vref进行调制。该方法能对直流侧电容中点电压波动具有调节能力，避免输出电平不经过零电位而在正、负电平之间直接跳变。保证了逆变器稳定的运行在过调制区域。
文档编号H02M7/487GK103051230SQ201210571260
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者朱洪志, 阮智勇, 宋文祥 申请人:上海大学