一种三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113676072A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110893219.9(22)申请日2021.08.04(71)申请人广东工业大学地址510060广东省广州市越秀区东风东路729号大院(72)发明人叶远茂陈仕铠王晓琳(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人彭东威(51)Int.Cl.H02M7/5387(2007.01)H02M7/5395(2006.01)H02M7/483(2007.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法(57)摘要本申请公开了一种三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，三相开关电容多电平逆变器包括开关电容多电平直流多电平电路和三相逆变桥，脉宽调制方法包括：根据开关电容多电平逆变器的开关状态组合，构建电压空间矢量图，然后根据实际电压矢量构建虚拟电压矢量，在所述电压空间矢量图中绘制所述虚拟电压矢量，在所述电压空间矢量图中，由所述虚拟电压矢量和所述实际电压矢量共同构成的三角形内，根据矢量合成方法，合成目标矢量。同时解决了传统调制策略下单相开关电容多电平逆变器无法直接扩展到三相开关电容多电平逆变器，现有三相开关电容多电平逆变器的结构复杂的技术问题。CN113676072ACN113676072A权利要求书1/1页1.一种三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述三相开关电容多电平逆变器包括开关电容多电平直流多电平电路和三相逆变桥；所述开关电容多电平直流多电平电路用于将输入直流电压转换成多电平直流电，并施加到所述三相逆变桥的两端；所述三相逆变桥用于将所述多电平直流电转换成三相多电平交流电；所述脉宽调制方法具体包括：根据所述三相开关电容多电平逆变器的开关状态组合，构建电压空间矢量图；根据实际电压矢量构建虚拟电压矢量，在所述电压空间矢量图中绘制所述虚拟电压矢量；在所述电压空间矢量图中，由所述虚拟电压矢量和所述实际电压矢量共同构成的三角形内，根据矢量合成方法，合成目标矢量。2.根据权利要求1所述的三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述根据实际电压矢量构建虚拟电压矢量具体包括：根据相邻的两个空间角度上的实际电压矢量构建虚拟电压矢量。3.根据权利要求2所述的三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述根据相邻的两个空间角度上的实际电压矢量构建虚拟电压矢量具体包括：Vc＝xVa+(1‑x)Vb其中，x为合成系数，x∈(0,1)，Va、Vb分别为相邻的两个空间角度上的实际电压矢量，Vc为虚拟电压矢量。4.根据权利要求1所述的三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述在所述电压空间矢量图中，由所述虚拟电压矢量和所述实际电压矢量共同构成的三角形内，根据矢量合成方法，合成目标矢量具体为：在所述电压空间矢量图上绘制目标矢量；基于所述电压空间矢量图确定目标矢量所在的由所述虚拟电压矢量和所述实际电压矢量共同构成的三角形；在所述三角形内，根据矢量合成方法，以电容电压纹波小、开关切换次数少和dv/dt小为优化目标选择冗余状态和矢量排序，合成目标矢量。5.根据权利要求1所述的三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述开关电容多电平直流多电平电路包括半导体全控开关管、二极管和储能电容器。6.根据权利要求1所述的三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法，其特征在于，所述三相逆变桥包括六个全控开关和六个二极管；所述六个全控开关分别与所述六个二极管并联，组成三相半桥电路。2CN113676072A说明书1/6页一种三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法技术领域[0001]本申请涉及新能源并网逆变器技术领域，尤其涉及一种三相开关电容多电平逆变器的脉宽调制方法。背景技术[0002]光伏发电和电动汽车分别是新能源供给端和消费端的典型代表。为了满足电网或用电设备的要求，现有技术通常通过串联大量的光伏电池/低压蓄电池单体或利用升压电路获得足够高的直流电压，再串联电力电子逆变器，向电动机、电网或其它用电设备提供交流电。但串联大量的电池单体或利用升压电路，都使逆变器中开关管承受高电压应力和高dv/dt，产生高开关损耗和电磁干扰，因此，研究具有自主升压能力的逆变器具有重要意义。[0003]利用开关切换，使得储能电容器交替工作在充放电状态，并通过改变输出回路中串联的储能电容器数量来达到改变输出电平数的开关电容多电平逆变器是一种常用的自主升压逆变器。但是传统的调制策略无法将现有的单相开关电容多电平逆变器直接扩展到三相逆变器，而现有的三相开关电容逆变器存在结构复杂，器件数量多，导致功率密度低和成本高的技术问题。发明内容[