一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115833636A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211436943.X(22)申请日2022.11.16(71)申请人武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所）地址430064湖北省武汉市洪山区南湖汽校大院(72)发明人邵俊波肖烨然刘乐谢鹏飞汪丁泉(74)专利代理机构武汉凌达知识产权事务所(特殊普通合伙)42221专利代理师刘念涛宋国荣(51)Int.Cl.H02M7/487(2007.01)H02M7/5387(2007.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法(57)摘要本发明公开了一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法，基于基频结构单元和高频结构单元串联组合而成的五电平有源中点钳位逆变器，其中基频结构单元采用空间矢量调制策略，高频结构单元采用载波移相调制策略。本发明方法降低了算法的复杂度，具有实施方便，易于数字化实现等优点。CN115833636ACN115833636A权利要求书1/2页1.一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法，其特征在于：基于采用空间矢量调制策略的基频结构单元(1)和采用载波移相调制策略的高频结构单元(2)串联组合而成的五电平有源中点钳位逆变器，包括以下步骤步骤1，给定参考电压Uα、Uβ，根据三电平逆变器空间矢量调制方法计算基频结构单元(1)的调制波Urefa、Urefb、Urefc；步骤2，根据载波移相PSPWM调制方法计算高频结构单元(2)的三相调制波Urefa_half、Urefb_half、Urefc_half；步骤3，保持悬浮电容电压以及母线中点电位的平衡，微调三相调制波，微调量分别为ΔUrefa_com、ΔUrefb_com、ΔUrefc_com、ΔUref_dc；步骤4，将微调后的三相调制波分别与对应的三角载波比较，输出最终的PWM脉冲驱动五电平有源中点钳位逆变器。2.根据权利要求1所述的一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法，其特征在于，所述步骤1具体过程为：步骤1.1，根据参考电压Uα、Uβ进行大扇区划分：第I大扇区Uβ＞0且第II大扇区Uβ＞0，且第III大扇区：Uβ＞0且第IV大扇区：Uβ＜0且第V大扇区：Uβ＜0且且第VI大扇区：Uβ＜0且步骤1.2，根据参考电压Uα、Uβ进行小扇区划分，以第I大扇区为例进行小扇区划分：第I_a小扇区且第I_b小扇区1‑Uβ‑Uα＞0且第I_c小扇区且且且第I_d小扇区且且且第I_e小扇区0.5‑Uβ＜0；第I_f小扇区步骤1.3，根据参考电压Uα、Uβ所处的扇区，由最近的三个基本电压矢量合成参考电压矢量：第I_a小扇区：OON‑OOO‑POO‑PPO‑POO‑OOO‑OON；第I_b小扇区：ONN‑OON‑OOO‑POO‑OOO‑OON‑ONN；第I_c小扇区：OON‑PON‑POO‑PPO‑POO‑PON‑OON；第I_d小扇区：ONN‑OON‑PON‑POO‑PON‑OON‑ONN；第I_e小扇区：OON‑PON‑PPN‑PPO‑PPN‑PON‑OON；第I_f小扇区：ONN‑PNN‑PON‑POO‑PON‑PNN‑ONN；2CN115833636A权利要求书2/2页步骤1.4，根据参考电压Uα、Uβ值的大小以及参考电压矢量所处的扇区，利用空间矢量等效方法，计算基本电压矢量的作用时间，按步骤1.3所述的三个基本电压矢量的作用顺序，作用时间依次记为T1、T2、T3：第I_a小扇区：T1＝2Uβ、第I_b小扇区：T2＝2Uβ、第I_c小扇区：T3＝1‑2Uβ；第I_d小扇区：T1＝1‑2Uβ、第I_e小扇区：T3＝2Uβ‑1；第I_f小扇区：T3＝2Uβ；步骤1.5，按照步骤1.1～1.4所述方法，经坐标变换后，计算参考电压矢量位于其他大扇区时的电压矢量作用时间，基频结构单元(1)的三相调制波记为Urefa、Urefb、Urefc。3.根据权利要求2所述的一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法，其特征在于，所述A相、B相、C相高频结构单元(2)的调制波分别为Urefa_half＝Urefa、Urefb_half＝Urefb、Urefc_half＝Urefc。4.根据权利要求2所述的一种五电平有源中点钳位逆变器空间矢量调制方法，其特征在于，通过微调基频结构单元(1)以及高频结构单元(2)的调制波实现母线中点电位、悬浮电容电压平衡控制，悬浮电容电压平衡控制微调量记为ΔUrefa_com、ΔUrefb_com、ΔUrefc_com，母线中点电位平衡控制微调量记为ΔUref_dc，微调后的基频结构单元(1)的三相调制波如下：微调后的高频结构单元(2)的三