本發(fā)明涉及一種適用于二極管箝位三電平逆變器的共模電壓抑制方法。
背景技術(shù)：
：隨著能源和環(huán)境問題的突出，世界各國正在把更多目光投向可再生能源，其中風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為目前最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電方式。在風(fēng)力發(fā)電中，需要PWM變頻器對(duì)電能進(jìn)行處理，其中由二極管箝位三電平逆變器組成的四象限變流器具有能量轉(zhuǎn)換效率高、控制相對(duì)簡單、du/dt低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用，但是在其應(yīng)用過程中存在一些負(fù)面效應(yīng)，典型問題為逆變器產(chǎn)生的高頻共模電壓。高頻共模電壓會(huì)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上感應(yīng)出高頻軸電壓，進(jìn)而形成軸電流，腐蝕發(fā)電機(jī)軸承。高頻共模電壓與發(fā)電機(jī)繞組寄生電容相互作用，降低繞組對(duì)地絕緣；同時(shí)高頻共模電壓產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，影響其它控制系統(tǒng)和電子設(shè)備的正常運(yùn)行。隨著電壓的升高，電力設(shè)備可供設(shè)計(jì)的電壓裕量越來越小，考慮到多電平結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)高電壓的典型途徑，研究多電平PWM逆變器輸出共模電壓抑制技術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。文獻(xiàn)《多電平SPWM變頻器中共模電壓抑制技術(shù)的研究》姜艷姝,徐殿國等.、《多電平逆變器共模電壓的抑制》趙莉,宋平崗等，提出采用軟件方式抑制逆變器共模電壓輸出，但均未考慮中點(diǎn)電壓平衡控制。而中點(diǎn)電壓平衡是二極管箝位三電平逆變器穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有共模電壓抑制方法不能控制中點(diǎn)電壓平衡的缺點(diǎn)，提出一種降低二極管箝位三電平逆變器輸出共模電壓的抑制方法，在達(dá)到共模電壓抑制的同時(shí)能控制中點(diǎn)電壓平衡。本發(fā)明將二極管箝位三電平逆變器的矢量空間分為6個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)細(xì)分為2個(gè)小區(qū)，根據(jù)小矢量作用時(shí)中點(diǎn)電流與對(duì)應(yīng)相電流方向，將小矢量分為正小矢量和負(fù)小矢量，采用不含正小矢量的PWM(NPSVPWM)矢量合成策略，在輸出電壓合成的矢量中去除正小矢量，同時(shí)維持中點(diǎn)電壓平衡；將參與輸出電壓合成的負(fù)小矢量按照矢量合成關(guān)系分為過渡小矢量、第一附加小矢量和第二附加小矢量，并根據(jù)不同小矢量作用時(shí)對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力推導(dǎo)出最優(yōu)工況選擇標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中點(diǎn)電壓有效控制。本發(fā)明可將逆變器輸出共模電壓幅值由原來的1/3直流母線電壓降低到1/6直流母線電壓。對(duì)于二極管箝位三電平逆變器，由12個(gè)IGBT和6個(gè)箝位二極管組成。用開關(guān)變量Sa、Sb、Sc分別表示三電平逆變器各橋臂開關(guān)狀態(tài)，0、1、2三個(gè)狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)橋臂-0、三個(gè)電壓輸出。定義三電平逆變器的開關(guān)狀態(tài)為SaSbSc，則三電平逆變器共有27個(gè)開關(guān)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)19個(gè)空間狀態(tài)。將整個(gè)矢量空間分成6個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)分成2個(gè)小區(qū)，用(xy)表示，x代表扇區(qū)號(hào)，y代表小區(qū)號(hào)，比如(12)區(qū)表示第1扇區(qū)第2小區(qū)。矢量根據(jù)長短分為4類：零矢量、小矢量、中矢量和大矢量，位于0點(diǎn)的為零矢量，長度位于小矢量圓的為小矢量，長度位于中矢量圓的為中矢量，長度位于大矢量圓的為大矢量。小矢量有1個(gè)冗余狀態(tài)，零矢量有2個(gè)冗余狀態(tài)。定義三相電流Iabc和中點(diǎn)電流Im均以輸出為正，如果小矢量作用時(shí)對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流與相電流方向相同，稱為正小矢量，如100,122；如果小矢量作用時(shí)對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流與相電流相反，則稱為負(fù)小矢量，如011、211。不同矢量對(duì)應(yīng)不同共模電壓幅值|VN0|，如表1所示。其中，Udc為逆變器直流母線電壓。表1其中，中矢量對(duì)應(yīng)共模電壓幅值|VN0|＝0，大矢量對(duì)應(yīng)共模電壓幅值正小矢量對(duì)應(yīng)共模電壓幅值負(fù)小矢量對(duì)應(yīng)共模電壓幅值零矢量111對(duì)應(yīng)共模電壓幅值|VN0|＝0，零矢量000、222對(duì)應(yīng)共模電壓幅值如果參與合成輸出電壓的矢量狀態(tài)不包含000、222兩個(gè)零矢量，逆變器輸出共模電壓幅值將從降低到如果再去掉正小矢量，則逆變器輸出共模電壓幅值將從降低到去除000、222兩個(gè)零矢量，去除6個(gè)正小矢量，剩余的19個(gè)矢量位置唯一對(duì)應(yīng)19個(gè)空間狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)抑制共模電壓輸出的目的，參與輸出電壓合成的矢量去除兩個(gè)零矢量000和222，去除6個(gè)正小矢量。對(duì)于各小區(qū)采用零矢量111，負(fù)小矢量、中矢量和大矢量4個(gè)基礎(chǔ)矢量參與輸出電壓合成。各小區(qū)參與輸出電壓合成的基礎(chǔ)矢量如表2所示。表2選擇合成輸出電壓所用的矢量，求取每個(gè)矢量作用時(shí)間。對(duì)于每個(gè)開關(guān)序列，為了控制中點(diǎn)電壓平衡，優(yōu)先采用中矢量和大矢量；負(fù)小矢量用于狀態(tài)過渡分配最小作用時(shí)間Tmin，稱為過渡小矢量；零矢量用于剩余時(shí)間填充。設(shè)過渡小矢量Vst作間為Tst，中矢量Vm作用時(shí)間為Tm，大矢量Vl作用時(shí)間為Tl，零矢量V0作用時(shí)間為T0，扇區(qū)號(hào)為n。定義逆變器需要輸出電壓Uoαβ在α軸分量為Uα，在β軸分量為Uβ，設(shè)最大矢量長度為對(duì)各矢量根據(jù)直流母線電壓Udc進(jìn)行標(biāo)幺化，中矢量大矢量各扇區(qū)第1小區(qū)時(shí)過渡小矢量計(jì)算第1小區(qū)各矢量作用時(shí)間如式(1)所示。各扇區(qū)第2小區(qū)時(shí)，小矢量計(jì)算第2小區(qū)各矢量作用時(shí)間如式(2)所示。公式(1)和公式(2)中，T0為零矢量V0的作用時(shí)間，Tst為過渡小矢量Vst的作用時(shí)間、Tm為中矢量Vm的作用時(shí)間，Tl為大矢量Vl的作用時(shí)間，n為扇區(qū)號(hào)，Tmin為過渡小矢量分配的最小作用時(shí)間，Vα和Vβ分別為逆變器需要輸出電壓U0αβ在α軸和β軸分量。每個(gè)開關(guān)序列包含一個(gè)負(fù)小矢量用于狀態(tài)過渡，單一負(fù)小矢量累積作用將使中點(diǎn)電壓失去失衡，必須引入其它的負(fù)小矢量作為附加小矢量，引入互差120度的其它兩個(gè)負(fù)小矢量是合適的，一方面過渡小矢量和引入的兩個(gè)負(fù)小矢量作用分別對(duì)應(yīng)不同的三相電流，可以滿足中點(diǎn)電壓的實(shí)時(shí)控制需求，另一方面保證一個(gè)PWM周期內(nèi)各橋臂器件最多動(dòng)作一次。本發(fā)明將引入的其它兩個(gè)負(fù)小矢量分別稱為第一附加小矢量和第二附加小矢量。其中，與大矢量一起合成中矢量的附加小矢量命名為第一附加小矢量，與中矢量一起合成0.5倍大矢量的附加小矢量命名為第二附加小矢量。本發(fā)明關(guān)于過渡小矢量、第一附加小矢量、第二附加小矢量的定義以及對(duì)中點(diǎn)電壓的控制作用，以第(11)小區(qū)為例進(jìn)行詳細(xì)說明。第(11)小區(qū)參與輸出電壓合成基礎(chǔ)矢量包含大矢量200，中矢量210，過渡小矢量211和零矢量111。另外，根據(jù)中點(diǎn)電壓控制需要，引入121作為第一附加小矢量或引入112作為第二附加小矢量參與輸出電壓合成，附加小矢量121與大矢量200可以合成中矢量210，附加小矢量112與中矢量210可以合成0.5倍大矢量200。引入附加小矢量后，依據(jù)過渡小矢量Vst、第一附加小矢量Vsa1和第二附加小矢量Vsa2作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流符號(hào)和中點(diǎn)電壓調(diào)整方向?qū)?duì)中點(diǎn)電壓的控制分為3種工況，，過渡小矢量調(diào)整中點(diǎn)電壓對(duì)應(yīng)工況1，第一附加小矢量調(diào)整中點(diǎn)電壓對(duì)應(yīng)工況2，第二附加小矢量調(diào)整中點(diǎn)電壓對(duì)應(yīng)工況3。以第(11)小區(qū)為例對(duì)工況1、工況2、工況3進(jìn)行詳細(xì)描述。工況1：過渡小矢量作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流符號(hào)滿足中點(diǎn)電壓控制要求，調(diào)整過渡小矢量作用時(shí)間控制中點(diǎn)電壓。對(duì)于第(11)小區(qū)，大矢量200與過渡小矢量211相位相同，長度相差1倍，過渡小矢量211作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流Im＝-Ia，A相電流為輸出時(shí)211作用使中點(diǎn)電壓升高，A相電流為輸入時(shí)211作用使中點(diǎn)電壓降低。過渡小矢量211對(duì)中點(diǎn)電壓調(diào)整最直接，但是半個(gè)基波周期內(nèi)只能朝著一個(gè)方向控制。工況2：第一附加小矢量作用對(duì)應(yīng)電流符號(hào)滿足中點(diǎn)電壓控制要求，增加第一附加小矢量參與輸出電壓合成。對(duì)于第(11)小區(qū)，第一附加小矢量121作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流Im＝-Ib，B相電流為輸出時(shí)第一附加小矢量121作用使中點(diǎn)電壓升高，B相電流為輸入時(shí)第一附加小矢量121作用使中點(diǎn)電壓降低。同時(shí)，121與200等時(shí)間作用合成中矢量210，減少210作用時(shí)間，210作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流Im＝Ib。通過增加-Ib作用時(shí)間，減少Ib作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)中點(diǎn)電壓雙重調(diào)節(jié)效果。工況3：第二附加小矢量作用對(duì)應(yīng)電流符號(hào)滿足中點(diǎn)電壓控制要求，增加第二附加小矢量參與輸出電壓合成。對(duì)于第(11)小區(qū)，第二附加小矢量112作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流Im＝-Ic，C相電流為輸出時(shí)第二附加小矢量112作用使中點(diǎn)電壓升高，C相電流為輸入時(shí)第二附加小矢量112作用使中點(diǎn)電壓降低。同時(shí)，112與中矢量210等時(shí)間作用可以合成0.5倍大矢量200，增加中矢量210作用時(shí)間，210作用對(duì)應(yīng)中點(diǎn)電流Im＝Ib。通過增加-Ic作用時(shí)間，增加Ib作用時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)中點(diǎn)電壓雙重調(diào)節(jié)效果。對(duì)于第(11)小區(qū)，工況1對(duì)應(yīng)增加過渡小矢量211作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)A相電流對(duì)中點(diǎn)電壓控制作用；工況2對(duì)應(yīng)增加第一附加小矢量121作用時(shí)間，減少中矢量210作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)B相電流對(duì)中點(diǎn)電壓雙重調(diào)節(jié)作用；工況3對(duì)應(yīng)增加第二附加小矢量112作用時(shí)間，增加中矢量210作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)C、B兩相電流對(duì)中點(diǎn)電壓雙重調(diào)節(jié)作用。3種工況分別對(duì)應(yīng)3相電流，通過調(diào)整負(fù)小矢量、中矢量作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)三相電流對(duì)中點(diǎn)電壓的實(shí)時(shí)控制。其它小區(qū)依此類推，總結(jié)如表3所示,括號(hào)中電流為矢量作用時(shí)對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流情況。表3小區(qū)過渡小矢量第一附加小矢量第二附加小矢量中矢量11211(-Ia)121(-Ib)112(-Ic)210(Ib)12110(-Ic)101(-Ib)011(-Ia)210(Ib)21110(-Ic)011(-Ia)101(-Ib)120(Ia)22121(-Ib)211(-Ia)112(-Ic)120(Ia)31121(-Ib)112(-Ic)211(-Ia)021(Ic)32011(-Ia)110(-Ic)101(-Ib)021(Ic)41011(-Ia)101(-Ib)110(-Ic)012(Ib)42112(-Ic)121(-Ib)211(-Ia)012(Ib)51112(-Ic)211(-Ia)121(-Ib)102(Ia)52101(-Ib)011(-Ia)110(-Ic)102(Ia)61101(-Ib)110(-Ic)011(-Ia)201(Ic)62211(-Ia)112(-Ic)121(-Ib)201(Ic)增加中點(diǎn)電壓控制策略后，各矢量作用時(shí)間在式(1)和式(2)基礎(chǔ)上將發(fā)生變化，定義Tsa'、T0'、Tst'、Tm'、Tl'分別為附加小矢量Vsa、零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm、大矢量Vl最終作用時(shí)間。采用過渡小矢量控制中點(diǎn)電壓時(shí)，各矢量最終作用時(shí)間如式(3)所示：采用第一附加小矢量控制中點(diǎn)電壓時(shí)，各矢量最終作用時(shí)間如式(4)所示：采用第二附加小矢量控制中點(diǎn)電壓時(shí)，各矢量最終作用時(shí)間如式(5)所示。式(3)、式(4)、式(5)中，Tsa’、T0’、Tst’、Tm’、Tl’分別為考慮中點(diǎn)電壓平衡控制后附加小矢量Vsa、零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm、大矢Vl量最終作用時(shí)間,其中工況2時(shí)附加小矢量Vsa對(duì)應(yīng)第一附加小矢量Vsa1，工況3時(shí)附加小矢量Vsa對(duì)應(yīng)第二附加小矢量Vsa2；T0、Tst、Tm、Tl分別為采用中點(diǎn)電壓控制前由式(1)或式(2)計(jì)算得到的零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm、大矢量Vl作用時(shí)間，Tmin為過渡小矢量分配的最小作用時(shí)間，K為根據(jù)中點(diǎn)電壓偏差PI閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出量。分析式(3)、式(4)、式(5)可以看出，選擇三種工況中的不同工況作用時(shí)，各矢量作用時(shí)間將發(fā)生變化，不同合成矢量的調(diào)整通過占用零矢量作用時(shí)間T0來實(shí)現(xiàn)。工況1、工況2、工況3作用對(duì)零矢量的占用時(shí)間分別為和K(T0-Tmin)。單從對(duì)零矢量占用時(shí)間角度考慮，采用工況2或工況3調(diào)整中點(diǎn)電壓的代價(jià)是工況1的2倍。同時(shí)，小矢量或中矢量對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力，與矢量作用對(duì)應(yīng)的電流大小成正比。同樣以第(11)小區(qū)為例分析選擇最佳運(yùn)行工況的標(biāo)準(zhǔn)。在第(11)小區(qū)，過渡小矢量、第一附加小矢量和第二附加小矢量的作用對(duì)象分別對(duì)應(yīng)為A相電流ia、B相電流ib和C相電流ic，結(jié)合不同工況作用時(shí)對(duì)中點(diǎn)電壓的調(diào)整特性與零矢量時(shí)間占用關(guān)系，定義不同工況對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力為e，如式(6)所示：式(6)中，e1、e2、e3分別為工況1、工況2、工況3對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力，其中工況1對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力e1取2倍系數(shù)是因?yàn)楣r1對(duì)零矢量占用時(shí)間是工況2或工況3的，工況2對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力e2中出現(xiàn)兩個(gè)電流ib是因?yàn)楣r2時(shí)增加第一附加小矢量作用和減小中矢量作用都對(duì)應(yīng)B相電流，sign(ΔUneut)為中點(diǎn)電壓符號(hào)。式(6)的含義為根據(jù)中點(diǎn)電壓符號(hào)和矢量作用特性得到不同工況作用時(shí)對(duì)中點(diǎn)電壓控制能力e，控制能力e包含e1、e2和e3，e1對(duì)應(yīng)工況1，e2對(duì)應(yīng)工況2，e3對(duì)應(yīng)工況3。其中控制能力e最大者對(duì)中點(diǎn)電壓控制能力最強(qiáng)，為調(diào)整中點(diǎn)電壓的最佳工況。本發(fā)明具體步驟如下：步驟1：將二極管箝位三電平逆變器的整個(gè)360度矢量空間按照角度進(jìn)行劃分，每60度為一個(gè)扇區(qū)，共分為6個(gè)扇區(qū)，編號(hào)依次為1～6；每個(gè)扇區(qū)60度空間按照角度再進(jìn)行細(xì)分，前30度空間為第1小區(qū)，后30度空間為第2小區(qū)。整個(gè)矢量空間共分為12個(gè)小區(qū)。根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ識(shí)別扇區(qū)與小區(qū)編號(hào)。具體方法：對(duì)逆變器需要輸出電壓Uoαβ在α軸和β軸分量Uα和Uβ求取反正切得到矢量空間角度θ，矢量空間角度θ除以60向上取整即為扇區(qū)號(hào)；同時(shí)余數(shù)小于30度為第1小區(qū)，余數(shù)大于等于30度為第2小區(qū)。例如當(dāng)矢量空間角度θ為70度時(shí)，除以60向上取整為2，扇區(qū)號(hào)為2，余數(shù)10小于30，小區(qū)號(hào)為1。步驟2：根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ所在扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，選擇參與輸出電壓合成的基礎(chǔ)空間矢量，所述的基礎(chǔ)空間矢量包含零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm和大矢量Vl。以第(11)小區(qū)為例，基礎(chǔ)空間矢量包含零矢量111、過渡小矢量211、中矢量210和大矢量200；步驟3：根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ所在扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，根據(jù)式(1)和式(2)計(jì)算零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm、大矢量Vl的作用時(shí)間，分別記為T0、Tst、Tm和Tl；步驟4：為了實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電壓Uneut平衡控制，根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ所在扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，將與過渡小矢量Vst空間位置相差120度的兩個(gè)負(fù)小矢量作為第一附加小矢量Vsa1和第二附加小矢量Vsa2。其中，與基礎(chǔ)矢量中的大矢量Vl共同合成中矢量Vm的附加小矢量命名為第一附加小矢量Vsa1，與基礎(chǔ)矢量中的中矢量Vm共同合成0.5倍大矢量Vl的附加小矢量命名為第二附加小矢量Vsa2。以第(11)小區(qū)為例，121與大矢量200可以合成中矢量210，稱為第一附加小矢量Vsa1，112與中矢量210可以合成0.5倍大矢量200，稱為第二附加小矢量Vsa2。步驟5：根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ所在扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，參照過渡小矢量Vst、第一附加小矢量Vsa1和第二附加小矢量Vsa2對(duì)應(yīng)的三相電流Iabc和中點(diǎn)電壓Uneut偏差，根據(jù)式(6)計(jì)算3種工況對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力e，控制能力e包含e1、e2和e3，e1對(duì)應(yīng)工況1，e2對(duì)應(yīng)工況2，e3對(duì)應(yīng)工況3。選擇控制能力e最大者為最優(yōu)運(yùn)行工況。步驟6：根據(jù)步驟2選擇的基礎(chǔ)空間矢量，步驟4選擇的附加小矢量，步驟5選擇的最優(yōu)運(yùn)行工況，步驟3計(jì)算的各基礎(chǔ)矢量作用時(shí)間，代入式(3)、式(4)或式(5)計(jì)算各矢量最終作用時(shí)間，生成開關(guān)序列，控制對(duì)應(yīng)電力電子器件通斷，實(shí)現(xiàn)最終電壓控制。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用軟件優(yōu)化輸出電壓合成空間矢量作用時(shí)間的方式，將二極管箝位三電平逆變器輸出共模電壓幅值由原來的1/3直流母線電壓降低到1/6直流母線電壓，在不增加設(shè)備硬件成本的前提下實(shí)現(xiàn)抑制逆變器共模電壓輸出，降低共模電壓對(duì)其它設(shè)備的危害。附圖說明圖1二極管箝位三電平拓?fù)洌粓D2三電平逆變器空間矢量劃分；圖3第(11)小區(qū)附加小矢量和其它矢量相互合成關(guān)系；圖4二極管箝位三電平逆變器共模電壓抑制策略框圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。二極管箝位三電平逆變器拓?fù)淙鐖D1所示。逆變器采集正負(fù)直流母線電壓，分別記為UdcP和UdcN；采集三相交流電流，記為Iabc，其中A相、B相、C相分別對(duì)應(yīng)Ia、Ib和Ic；對(duì)正直流母線電壓UdcP和負(fù)直流母線電壓UdcN求和，得到直流母線電壓Udc；對(duì)正母線電壓UdcP和負(fù)直流母線電壓UdcN做差，得到中點(diǎn)電壓偏差ΔUneut。逆變器采用矢量控制方法，圖1中10所示矢量控制模塊輸出逆變器需要輸出電壓Uoαβ。本發(fā)明對(duì)于二極管箝位三電平逆變器共模電壓抑制方法如圖4所示：步驟1：將整個(gè)矢量空間360度按照角度進(jìn)行劃分，每60度為一個(gè)扇區(qū)，共分為6個(gè)扇區(qū)，編號(hào)依此為1～6；每個(gè)扇區(qū)60度空間按照角度再進(jìn)行細(xì)分，前30度空間為第1小區(qū)，后30度空間為第2小區(qū)，整個(gè)矢量空間共分為12個(gè)小區(qū)，如圖2所示。根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ，識(shí)別扇區(qū)與小區(qū)編號(hào)，如圖4中110所示。具體方法：對(duì)逆變器輸出電壓Uoαβ在α軸和β軸分量Uα和Uβ求取反正切得到矢量空間角度θ，矢量空間角度θ除以60向上取整即為扇區(qū)號(hào)；同時(shí)余數(shù)小于30度為第1小區(qū)，余數(shù)大于等于30度為第2小區(qū)。例如當(dāng)矢量空間角度θ為70度時(shí)，向上求整為2，扇區(qū)號(hào)為2，余數(shù)10小于30，小區(qū)號(hào)為1。步驟2：根據(jù)圖4中110部分根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ識(shí)別的扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，選擇參與輸出電壓合成的基礎(chǔ)空間矢量，所述的基礎(chǔ)空間矢量包含零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm和大矢量Vl，如圖4中120所示。以第(11)小區(qū)為例，基礎(chǔ)空間矢量包含零矢量111、過渡小矢量211、中矢量210和大矢量200；步驟3：根據(jù)圖4中110部分根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ識(shí)別的扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，將直流電壓Udc、逆變器需要輸出電壓Uoαβ帶入公式(1)(2)計(jì)算零矢量V0、過渡小矢量Vst、中矢量Vm和大矢量Vl作用時(shí)間，分別記為T0、Tst、Tm和Tl，如圖4中150所示；步驟4：為了實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電壓Uneut平衡控制，根據(jù)圖4中110部分根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ識(shí)別的扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，選擇第一附加小矢量Va1和第二附加小矢量2Va2，如圖4中130所示。其中，與基礎(chǔ)矢量中的大矢量一起合成中矢量的附加小矢量命名為第一附加小矢量Va1，與基礎(chǔ)矢量中的中矢量一起合成0.5倍大矢量的附加小矢量命名為第二附加小矢量Va2。以第(11)小區(qū)為例，121與大矢量200可以合成中矢量210，稱為第一附加小矢量Vsa1，112與中矢量210可以合成0.5倍大矢量200，稱為第二附加小矢量Vsa2，合成關(guān)系如圖3所示。步驟5：根據(jù)圖4中110部分根據(jù)逆變器需要輸出電壓Uoαβ識(shí)別的扇區(qū)小區(qū)編號(hào)，參照過渡小矢量Vst、第一附加小矢量Va1和第二附加小矢量Va2對(duì)應(yīng)的三相電流Iabc和中點(diǎn)電壓Uneut偏差，根據(jù)式(6)計(jì)算3種工況對(duì)中點(diǎn)電壓的控制能力e，控制能力e包含e1、e2和e3，e1對(duì)應(yīng)工況1，e2對(duì)應(yīng)工況2，e3對(duì)應(yīng)工況3。選擇控制能力e最大者為最優(yōu)運(yùn)行工況，如圖4中140所示。步驟6：根據(jù)步驟2中120部分選擇的基礎(chǔ)矢量，步驟4中130部分選擇的附加小矢量，步驟5中140部分選擇的最優(yōu)運(yùn)行工況，步驟3中150部分計(jì)算的各基礎(chǔ)矢量作用時(shí)間，帶入式(3)、(4)或(5)計(jì)算各矢量最終作用時(shí)間，生產(chǎn)開關(guān)序列，控制對(duì)應(yīng)電力電子器件通斷，實(shí)現(xiàn)需要的逆變器電壓輸出，如圖4中160所示。當(dāng)前第1頁1 2 3