一种新型的五电平逆变器七段式svpwm调制方法
【专利摘要】本发明公开一种五电平逆变器七段式SVPWM调制方法，主要包括：扇区判别和扇区旋转归一、小三角形区域判断、矢量作用时间计算、七段式矢量输出控制信号生成、输出七段式三相空间电压矢量以及死区控制和解码。本发明的有益效果是：该五电平逆变器SVPWM算法易于理解，通过扇区归一处理，大大简化了计算，且在整个算法的实现过程中不含有三角函数运算，便于数字化实现。无论是用DSP或FPGA都容易实现该算法，而且可以很容易地扩展到更多电平逆变器的SVPWM调制中去，对交流变频系统具有重要的实用价值。
【专利说明】—种新型的五电平逆变器七段式SVPWM调制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种五电平逆变器七段式SVPWM调制方法。【背景技术】
[0002]多电平逆变器与传统的两电平逆变器相比，具有如控制方式灵活，输出电压谐波含量低，逆变效率高，适合于高压大功率输出等优点，受到了社会的广泛关注。近年来，二极管箝位三电平逆变器在中高压、大功率变频调速和电力有源滤波等领域得到了广泛的应用。但是如果想要获得更高的输出电压、更大的输出功率的话，就需要应用能够输出更多电平数、电压等级更高的多电平逆变器。
[0003]多电平逆变器的PWM脉宽调制技术有好几种，这其中空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)以其易于数字实现，电压利用率高等优点，成为多电平逆变器多种PWM调制方法中应用最为广泛的方法之一。目前，SVPWM算法的研究及应用主要还是针对两电平和三电平逆变器电路，而对五电平及更高电平数的多电平逆变器的SVPWM方法研究较少。随着电平数的增加，空间矢量成几何级数增加，因而使得多电平逆变器的SVPWM算法变得非常复杂。
[0004]多电平逆变器的SVPWM算法的基本原理与两电平逆变器的SVPWM算法是一样，关键是需要一个简化且有效的数字化实现方法。对于五电平及以上多电平逆变器的SVPWM算法，国内外行之有效的解决方法较少，对SVPWM算法的具体数字化实现方法缺乏细致的研究。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种易于数字化实现的五电平逆变器SVPWM调制方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方法是:一种五电平逆变器七段式SVPWM调制方法，其特征在于:所述方法包括如下步骤:
[0007]a、利用参考电压原始值判断其所处扇区，当参考电压不是位于第I扇区时，要进行旋转归一化处理，将其它扇区都归为第I扇区；
[0008]b、利用经过旋转归一化处理后所得到的新的参考电压坐标值判断其所处小三角形区域以及利用伏秒平衡公式计算出相应小三角形对应的各矢量作用时间，伏秒平衡公式如下:
[0009]UrefTs=U1T1+U2T2+U3T3
[0010]TATdT3=Ts
[0011]C、将计算出的三矢量作用时间经过处理得到七段式三相输出空间电压矢量控制信号Tn ；
[0012]d、根据参考电压所在扇区N、所处小三角形区域η以及输出三相电压矢量控制信号Tn的值查表输出七段式三相电压矢量；
[0013]e、经过解码和死区时间设定得到24路PWM信号。[0014]进一步的，利用如下十二条规则判断参考电压所在小三角形区域:
[0015]规则一:Uref0 ≥ 3Ue
[0016]规则二:3Ue ≥ Uref0 ≥ 2U0
[0017]规则三:2Ue≥ Urefe ≥ Ue
[0018]规则四:Urefe>Ue
【权利要求】
1.一种五电平逆变器七段式SVPWM调制方法，其特征在于:所述方法包括如下步骤: a、利用参考电压原始值判断其所处扇区，当参考电压不是位于第I扇区时，要进行旋转归一化处理，将其他扇区都归为第I扇区； b、利用经过旋转归一化处理后所得到的新的参考电压坐标值判断其所处小三角形区域以及利用伏秒平衡公式计算出相应小三角形对应的各矢量作用时间，伏秒平衡公式如下；
2.根据权利要求1所述五电平逆变器七段式SVPWM调制方法，其特征在于:利用如下十二条规则判断参考电压所在小三角形区域:
3.根据权利要求1所述五电平逆变器七段式SVPWM调制方法，其特征在于:两相邻小三角形区域采用正反循环的方法输出七段式三相电压矢量以降低开关频率和避免在小三角形区域切换和扇区切换时发生矢量突变。
4.根据权利要求1所述五电平逆变器七段式SVPWM调制方法，其特征在于:查表获得七段式三相空间电压矢量，矢量表根据参考电压所在扇区N (I~6)、小三角形区域η (I~16)以及矢量输出段控制信号Tn (I~7)来共同决定输出哪一组三相电压矢量。
【文档编号】H02M7/487GK103457502SQ201310184975
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】王辉, 谭维胜, 高剑, 罗德荣, 李孟秋 申请人:湖南大学