5] iw=ksidsiisi+diiiM+ks2ds2is2
[0046] 当ksi= -s即（iSI)且ks2= -s即（iS2)时，iw取最小值iNP_i;当ksi=s即（iSI)且 ks2=s即(iS2)时，iw取最大值iNp_h。其中，s即是符号函数，s即(X)表示X的符号。
[0047] 使用=矢量四状态调制方法，在有五个可选开关状态时，需舍弃一个控制平均 中点电流能力差的小矢量开关状态，此时被舍弃开关状态的小矢量占空比分配因子为1 或-1，因此ksi和ks2中只有一个量为未知，令iw= 0,可解得未知的小矢量占空比分配因 子。
[0048] 102;根据调制度m、平均中点电流最大值、最小值W及平均中点电流为零时的小 矢量占空比分配因子对工作区域进行精细划分；
[0049] 当调制度0<m《0. 5时，直接将整个工作区域定义为可控区域CI。
[0化0] 当调制度m〉0. 5时，首先利用分配因子法判断工作区域是否为不可控区域UI，如 果否，则将工作区域定义为可控区域CI;如果是，则利用最值电流法进行再次判断。若判断 结果同为不可控区域UI，则将工作区域定义为不可控区域UI;若判断结果为可控区域CI， 将工作区域暂时定义为存疑区域DI，即还需对该区域的归属进行进一步的判断。
[0化1] 最后，对存疑区域DI按平均中点电流控制效果进行归属判定，通过对比分配因子 法和最值电流法产生的平均中点电流绝对值大小，若最值电流法产生的平均中点电流绝对 值小，则将工作区域划分为可控区域CI，否则工作区域为不可控区域UI。
[0化2] 其中，上述步骤102中的利用分配因子法判断工作区域是否为不可控区域UI具体 为：
[005引若所求得的两个小矢量的占空比分配因子ksi和ks2都在[-1，U范围内，则判断工 作区域为可控区域CI，否则为不可控区域UI。
[0化4] 其中，上述步骤102中的利用最值电流法进行再次判断工作区域具体为：
[0055] 根据平均中点电流的最大值和最小值i判断工作区域是否可控的方法，若 平均中点电流最大值和平均中点电流最小值i 的乘积小于0,则判断工作区域为可 控区域CI，否则为不可控区域UI。
[0056] 103 ;分别生成可控区域CI、不可控区域UI所需要的开关序列。
[0057] 当参考矢量位于可控区域CI时，利用求解出的小矢量占空比分配因子ksi和kS2对 小矢量的冗余开关状态进行占空比分配，其他矢量（零矢量、中矢量和大矢量）则采用根据 伏秒平衡原理计算出的占空比，并遵循开关序列内开关次数最少的原则选择所需要的开关 序列。
[005引当参考矢量位于不可控区域UI时，选择能够控制平均中点电流最大值iwh或者最 小值的开关序列，即当iM〉0时，采用产生平均中点电流最小值iwj所对应的开关序列， 当i/O时，采用产生平均中点电流最大值iwjJ巧对应的开关序列。
[0化9] 下面结合图2和图3详细的描述本方法的操作过程，详见下文描述：
[0060] 1、根据参考矢量Vuf的角度，判断参考矢量Vuf所在的扇区；根据参考矢量Vuf向 坐标轴的投影，判断参考矢量Vuf所在的具体=角形，确定所选用的离参考矢量Vuf最近的 =个矢量。
[0061] 2、根据伏秒平衡原理计算S矢量的作用占空比。
[0062] 得到两个小矢量Vsi和Vs2的占空比dsi和ds2,中矢量Vm的占空比cU。定义两个小 矢量的占空比分配因子为ks。和ksi，并设正小矢量占空比为（1+ksi)dsi/2和（l+ks2)ds2/2,贝IJ 对应负小矢量的占空比为（l-ksi)dsi/2和（l-ks2)ds2/2。两正小矢量开关状态产生的中点电 流为isi和iS2,则平均中点电流iw的数学表达式如下：
[0063] iNP=ksidsiisi+d"i"+ks2ds2is2
[0064] 3、确定iw_h、11?>_1及；矢量四状态方法下小矢量占空比分配因子ks0或ksi。当ksi =-sgn(isi)且ks2= -S即（iS2)时，iw取最小值iNP_i;当ksi=S即（iS1)且ks2=S即（iS2) 时，Inp取最大值iNP_h。其中，S即是符号函数，s即(X)表示X的符号。
[00化]使用=矢量四状态调制方法，在有五个可选开关状态时，需舍弃一个控制中点电 流能力差的小矢量开关状态。若舍弃小矢量Vs2的正小矢量开关状态，则此时占空比分配因 子ks2=-l，平均中点电流为：
[0066] iNP=ksidsiisi+d"i"-ds2is2
[0067] 令iw= 0,可解得
[0068]
【主权项】
1. 一种NPC三电平逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 获取平均中点电流的最大值、最小值，以及三矢量四状态调制方法下控制平均中点电 流为零时的小矢量占空比分配因子； 根据调制度m、平均中点电流最大值、最小值以及平均中点电流为零时的小矢量占空比 分配因子对工作区域进行可控区域、不可控区域的划分； 分别生成所述可控区域、所述不可控区域所需要的开关序列。
2. 根据权利要求1所述的一种NPC三电平逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，所述 根据调制度m、平均中点电流最大值、最小值以及平均中点电流为零时的小矢量占空比分配 因子对工作区域进行可控区域、不可控区域的划分的步骤具体为： 当调制度0〈m < 0. 5时，将整个工作区域划分为可控区域； 当调制度m>0. 5时，利用分配因子法判断工作区域是否为不可控区域，如果否，则将工 作区域定义为可控区域； 如果是，则利用最值电流法进行判断，若判断结果为不可控区域，则将工作区域划分为 不可控区域；若判断结果为可控区域，将工作区域划分为存疑区域； 若最值电流法产生的平均中点电流绝对值小，将存疑区域划分为可控区域，若对比分 配因子法产生的平均中点电流绝对值小，将存疑区域划分为不可控区域。
3. 根据权利要求2所述的一种NPC三电平逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，所述 利用分配因子法判断工作区域是否为不可控区域具体为： 若所求得的两个小矢量的占空比分配因子ksl和kS2都在[-1，1]范围内，则判断工作区 域为可控区域，否则为不可控区域。
4. 根据权利要求2所述的一种NPC三电平逆变器中点电位平衡方法，其特征在于，所述 利用最值电流法进行判断具体为： 若平均中点电流最大值iNP h和平均中点电流最小值i NP1的乘积小于〇,则判断工作区 域为可控区域，否则为不可控区域。
【专利摘要】本发明公开了一种NPC三电平逆变器中点电位平衡方法，所述方法包括以下步骤：获取平均中点电流的最大值、最小值，以及三矢量四状态调制方法下控制平均中点电流为零时的小矢量占空比分配因子；根据调制度m、平均中点电流最大值、最小值以及平均中点电流为零时的小矢量占空比分配因子将工作区域划分为可控区域、不可控区域和存疑区域，并通过对比中点电流绝对值大小将存疑区域归属到可控区域或不可控区域；分别生成所述可控区域、所述不可控区域所需要的开关序列。本发明考虑到舍弃开关状态对中点电位平衡效果的影响，对控制区域进行了更精细的划分，达到了对中点电位平衡更优的控制效果。
【IPC分类】H02M7-487
【公开号】CN104811072
【申请号】CN201510227474
【发明人】夏长亮, 温坤鹏, 王慧敏
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月6日