CN103338000A - 基于新型磁链观测器的npc三电平逆变器矢量控制*** - Google Patents

基于新型磁链观测器的npc三电平逆变器矢量控制*** Download PDF

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CN103338000A CN2013101645057A CN201310164505A CN103338000A CN 103338000 A CN103338000 A CN 103338000A CN 2013101645057 A CN2013101645057 A CN 2013101645057A CN 201310164505 A CN201310164505 A CN 201310164505A CN 103338000 A CN103338000 A CN 103338000A
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范波
谢冬冬
许惠
赵伟刚
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Abstract

基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***，提出了一种SVPWM简化算法，通过将三电平空间矢量分解为两电平空间矢量，对参考电压矢量进行平移，利用两电平SVPWM算法，分别得出各个基本矢量的作用时间和选择合适的开关状态，减少了三电平逆变器矢量控制的计算量。同时，本发明采用了一种新型的磁链观测器来计算转子磁链，使其在低速和高速时分别采用电流和电压模型，而当转速处于两者之间时，采用所发明的混合磁链观测器来计算转子磁链。

Description

基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***
技术领域
本发明属于高压、大功率交流变频调速领域，涉及一种基于二极管箝位型(NPC)三电平逆变器的SVPWM简化算法、感应电机的矢量控制和新型的混合磁链观测器。 
背景技术
NPC三电平逆变器拓扑结构自提出来以后，后经多年的发展和研究，现已在中高压大功率的逆变场合中得到了广泛的应用。该型拓扑结构的特点是每个开关器件承受的电压值相当于原来直流电压的一半，这样就可以利用低压等级的高速开关器件（IGBT等）来代替高压等级的低速开关器件（GTO等），其 
Figure 156536DEST_PATH_IMAGE001
、共模干扰比较小，大大地减少了电磁干扰和电机绕组上的尖峰电压。在交流调速中能够降低电机的绝缘性能要求。 
SVPWM调制算法因其电压利用率高、输出波形谐波含量低、易于数字化实现等诸多优点，被广泛应用于NPC三电平逆变控制***中，但是其计算繁琐，实时性不高，影响磁链估计精度。在矢量控制***中，转子磁链的观测是感应电机矢量调速***中非常重要的一个环节，它的准确性对***的稳定性和精确度有着直接的影响，传统的磁链观测存在着直流偏移，造成一定的幅值和相角误差。因此，在NPC三电平逆变器矢量控制***中，需要对SVPWM算法进行简化以及对磁链观测的改进，从而确保电机的安全稳定运行。 
发明内容
本发明为解决上述技术问题，基于NPC三电平逆变器矢量控制***，提出了一种SVPWM简化算法，通过将三电平空间矢量分解为两电平空间矢量，对参考电压矢量进行平移，利用两电平SVPWM算法，分别得出各个基本矢量的作用时间和选择合适的开关状态，减少了三电平逆变器矢量控制的计算量。同时，本发明采用了一种新型的磁链观测器来计算转子磁链，使其在低速和高速时分别采用电流和电压模型，而当转速处于两者之间时，采用所发明的混合磁链观测器来计算转子磁链。 
本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***， 
A．建立NPC三电平逆变器的主电路，逆变器每一相有4个功率开关器件分别为、4个续流二极管
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure 198310DEST_PATH_IMAGE003
、2个箝位二极管；两个电容
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 978048DEST_PATH_IMAGE005
在直流侧串联起来，使
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE006
=
Figure 497891DEST_PATH_IMAGE005
；
B．以步骤A中建立起来的NPC三电平逆变器为主电路，提出一种SVPWM的简化算法，来选择合适的开关状态；
C．利用基于转子磁场定向的矢量控制原理，以步骤A和步骤B所建立起来的SVPWM主电路为基础选择合适的开关状态，利用混合模型的磁链观测器计算转子磁链，在低速阶段采用电流模型的转子磁链，在高速阶段采用电压模型的转子磁链，建立基于NPC三电平逆变器的矢量控制***。
本发明所述的NPC三电平逆变器的主电路建立方法为， 
NPC三电平逆变器每一相有三个IGBT开关管、4个续流二极管、2个箝位二极管；整个三相逆变器直流侧有两个电容
Figure 312263DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 134725DEST_PATH_IMAGE005
串联起来支撑并均衡直流侧电压，=
Figure 725293DEST_PATH_IMAGE005
，通过一定的开关逻辑控制，交流侧产生三种电压的相电压，在输出端合成正弦波，其主电路的动态数学模型为：
Figure 394171DEST_PATH_IMAGE007
，其中
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE008
分别为
Figure 449852DEST_PATH_IMAGE009
三相相电流，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE010
分别为交流侧的电阻值、电感值，
Figure 204181DEST_PATH_IMAGE011
为直流侧电压，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 3510DEST_PATH_IMAGE013
分别为交流侧A、B、C三相电压源。
本发明所述的SVPWM简化算法为， 
步骤一、对于NPC三电平逆变器而言，每个桥臂只有三种输出电压值，即正（p）、零（o）、负（n），所以三相输出共有
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE014
个电压状态组合，对应于空间矢量的27组不同的矢量状态，对三电平空间电压矢量进行分解，将其分解为多个两电平的空间电压矢量的组合；
步骤二、当参考电压矢量
Figure 589212DEST_PATH_IMAGE015
落在1扇区时，此时参考电压矢量位于分解后的两电平空间矢量图中扇区1，根据经典的最近三矢量合成法则，由基本电压矢量
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 322999DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE018
共同合成，根据伏秒平衡的原则，得出
Figure 660439DEST_PATH_IMAGE019
；
步骤三、对步骤二中的三个基本电压矢量进行处理，引入一个电压平移矢量
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE020
，与
Figure 763711DEST_PATH_IMAGE016
在空间矢量中重合，有
Figure 492632DEST_PATH_IMAGE021
，得到一个参考电压矢量平移图，平移后的两电平空间电压矢量图在S=1扇区内是以电压矢量为原点，将三电平的SVPWM算法简化为两电平，并且平移后的三个基本电压矢量有一个总是为原点；
步骤四、利用两电平SVPWM算法计算基本矢量的作用时间和选择合适的开关状态。
本发明所述的步骤四中，矢量控制***建立方法为， 
步骤一、采用一种按转子磁场定向的矢量控制，把d轴放在转子总磁链矢量
Figure 633764DEST_PATH_IMAGE023
上，称为M轴，把q轴为垂直于
Figure 131741DEST_PATH_IMAGE023
的坐标轴上，称为T轴，此时转子磁通q轴分量为0(
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE024
) ，感应电机的电压方程可表示为
Figure 28022DEST_PATH_IMAGE025
，其中
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 978660DEST_PATH_IMAGE027
、、、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE030
、、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE032
、分别为MT坐标系下的定子电压、定子磁链、定子电流、转子电流，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 2013101645057100002DEST_PATH_IMAGE035
分别是定、转子每相的电阻，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE036
为同步角速度，p为微分算子，磁链方程可表示为：
Figure 2013101645057100002DEST_PATH_IMAGE037
，其中、
Figure 2013101645057100002DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE040
分别为定子自感、转子自感、定转子互感；
步骤二：采用一种混合模型的磁链观测器，在低速阶段采用电流模型的转子磁链，在高速阶段采用电压模型的转子磁链。
本发明所述的电压模型的磁链观测为
Figure 2013101645057100002DEST_PATH_IMAGE041
，其中
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE042
分别为电压模型中转子磁链的
Figure 654733DEST_PATH_IMAGE043
分量；分别为定子电压、定子电流的分量；
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE046
为定子电阻；为漏磁系数。 
本发明所述的电流模型的磁链观测为
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE048
，其中
Figure 2013101645057100002DEST_PATH_IMAGE049
分别为电流模型中转子磁链的
Figure 279618DEST_PATH_IMAGE043
分量；
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE050
为感应电机转子回路时间常数；
Figure 762552DEST_PATH_IMAGE051
为感应电机的转速。 
本发明所述的混合磁链观测器为
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE052
，其中
Figure 235122DEST_PATH_IMAGE053
分别为感应电机在不同运行状态下的系数，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE054
分别为混合模型转子磁链的
Figure 410888DEST_PATH_IMAGE055
分量。 
本发明的有益效果为：针对二极管箝位型(NPC)三电平逆变器矢量控制***中传统的SVPWM算法及转子磁链观测存在的不足，提出一种三电平简化SVPWM矢量控制方法，通过对空间电压矢量的分解及平移，简化为两电平SVPWM算法并分别得出各基本矢量作用时间和选择合适开关状态，降低了三电平空间电压矢量运算的复杂度；发明一种混合模型的磁链观测器计算转子磁链，根据电机运行状态合理选择磁链观测模型。基于本方法的NPC三电平逆变器矢量控制，具有动态性能好、转矩响应快，调速范围宽等优点。 
附图说明
附图1为NPC三电平逆变器的主电路。 
附图2为基于NPC三电平逆变器的矢量控制***结构图。 
附图3为三电平逆变器的简化模型。 
附图4为NPC三电平空间电压矢量图。 
附图5为分解后的6个两电平空间电压矢量图。 
附图6为电压矢量合成图。 
附图7为电压矢量平移图。 
具体实施方式
基于SVPWM简化算法的NPC三电平逆变器矢量控制***，包括以下几个步骤： 
第一步，建立NPC三电平逆变器的主电路，其特征在于：逆变器每一相需要4个IGBT开关管、4个续流二极管、2个箝位二极管；整个三相逆变器直流侧由两个电容
Figure 336119DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 560427DEST_PATH_IMAGE005
串联起来支撑并均衡直流侧电压，。通过一定的开关逻辑控制，交流侧产生三种电压的相电压，在输出端合成正弦波。三电平逆变器的数学模型为，令
Figure 684241DEST_PATH_IMAGE057
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE058
、
Figure 54346DEST_PATH_IMAGE059
为逆变器 A、B、C三相的开关函数，则有，，逆变器输出相电压用开关函数表示为
Figure 466873DEST_PATH_IMAGE061
，整个三电平逆变器三相共有3×3×3=27组输出状态，由如图3所示的三电平逆变器主电路简化模型，可以得到三相电路的微分方程：
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE062
，整理可得三电平逆变器主电路的数学模型：
Figure 557188DEST_PATH_IMAGE063
，其中
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 801088DEST_PATH_IMAGE065
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE066
分别为A、B、C三相相电流，R、L分别为交流侧的电阻值、电感值，
Figure 53078DEST_PATH_IMAGE011
为直流侧电压，
Figure 15217DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 581328DEST_PATH_IMAGE067
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure 945313DEST_PATH_IMAGE069
为逆变器 A、B、C三相的开关函数，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE070
、、分别为交流侧A、B、C三相电压源。
第二步，SVPWM的简化算法，其特征在于，具体实施方式如下： 
a) 对于NPC三电平逆变器而言，每个桥臂只有三种输出电压值，即正（p）、零（o）、负（n），所以三相输出共有
Figure DEST_PATH_370153DEST_PATH_IMAGE028
个电压状态组合，对应于空间矢量的27组不同的矢量状态，如附图4所示。空间电压矢量的通用表达式为
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE138
其中
Figure DEST_PATH_301419DEST_PATH_IMAGE112
、
Figure DEST_PATH_10749DEST_PATH_IMAGE114
、
Figure DEST_PATH_961387DEST_PATH_IMAGE116
分别为A、B、C三相的输出状态。传统的两电平SVPWM计算方法相对简单，假如使得三电平空间电压矢量分解为多个两电平的空间电压矢量的组合，将会减少PWM的计算量。三电平空间电压矢量可以分为6个两电平空间矢量图层叠组，如附图5所示；
b) 对于一个给定的参考电压矢量，当其落于某个小三角形区域时，该三角形的顶点就是合成参考电压矢量的三个基本电压矢量，以参考电压矢量位于扇区S=1的两电平空间矢量图中为例，如附图6所示。当参考电压矢量
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE140
落在1扇区时，根据经典的最近三矢量合成法则，
Figure DEST_PATH_155477DEST_PATH_IMAGE140
由基本电压矢量
Figure DEST_PATH_445644DEST_PATH_IMAGE032
、、
Figure DEST_PATH_763810DEST_PATH_IMAGE036
共同合成，其中对应于开关输出状态poo和onn，
Figure DEST_PATH_594680DEST_PATH_IMAGE034
对应于pon，
Figure DEST_PATH_708129DEST_PATH_IMAGE036
对应于pnn；
c) 根据伏秒平衡的原则，得出
Figure DEST_PATH_72508DEST_PATH_IMAGE038
,其中，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE144
为采样周期，
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE146
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE148
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE150
分别为基本电压矢量
Figure DEST_PATH_109865DEST_PATH_IMAGE032
、、
Figure DEST_PATH_891931DEST_PATH_IMAGE036
的作用时间。此时引入电压平移矢量
Figure DEST_PATH_242141DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure DEST_PATH_270140DEST_PATH_IMAGE040
与
Figure DEST_PATH_389406DEST_PATH_IMAGE032
在空间矢量中重合。有
这样就得到一个参考电压矢量平移图，如附图7所示。化简得到
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE152
，其中
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE154
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE156
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE158
、
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE160
分别为、
Figure DEST_PATH_314787DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure DEST_PATH_616456DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure DEST_PATH_914713DEST_PATH_IMAGE036
平移后的电压矢量。平移后的两电平空间电压矢量图在S=1扇区内是以电压矢量
Figure DEST_PATH_738050DEST_PATH_IMAGE156
为原点，也就是零矢量；
Figure DEST_PATH_107852DEST_PATH_IMAGE158
、
Figure DEST_PATH_936130DEST_PATH_IMAGE160
为两电平空间电压矢量平移后的基本矢量。表1列出了参考电压矢量在不同扇区时的偏移量。
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE162
表中，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE090
、
Figure DEST_PATH_IMAGE091
分别为参考电压矢量在
Figure 456706DEST_PATH_IMAGE055
坐标下的分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE093
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE094
分别为
Figure 840283DEST_PATH_IMAGE090
、
Figure 594612DEST_PATH_IMAGE091
的平移电压分量； 
d) 这样就把三电平的SVPWM算法简化为两电平算法，之后利用两电平SVPWM算法计算基本矢量的作用时间和选择合适的开关状态。
第三步，基于新型磁链观测的NPC三电平逆变器的矢量控制***的建立方法。其特征在于，具体实施方式如下： 
a) 在转子磁场定向的矢量控制***中，一般把d轴放在转子总磁链矢量
Figure 331624DEST_PATH_IMAGE023
上，称为M轴，把q轴为垂直于
Figure 917326DEST_PATH_IMAGE023
的坐标轴上，称为T轴。此时转子磁通q轴分量为0(
Figure DEST_PATH_IMAGE095
)。当两相同步旋转坐标系按转子磁链定向时，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE096
感应电机的电压方程可表示为
Figure 409487DEST_PATH_IMAGE025
，其中、
Figure DEST_PATH_IMAGE097
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE098
、
Figure DEST_PATH_IMAGE099
、
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE100
、
Figure DEST_PATH_IMAGE101
、、分别为MT坐标系下的定子电压、定子磁链、定子电流、转子电流，
Figure 175504DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 881292DEST_PATH_IMAGE035
分别是定、转子每相的电阻，
Figure 216458DEST_PATH_IMAGE036
为同步角速度，p为微分算子。磁链方程可表示为：
Figure 7696DEST_PATH_IMAGE037
，其中
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE104
、
Figure DEST_PATH_IMAGE105
、分别为定子自感、转子自感、定转子互感；
b) 由于较高速度时采用电压模型的转子磁链估计效果更好，而在低速域时采用电流模型的转子磁链估计精度更高，因此采用一种混合模型的磁链观测器使其在低速阶段采用电流模型，在高速阶段让其平稳地过渡到电压模型。电压型磁链观测器为
Figure DEST_PATH_IMAGE107
，其中
Figure 211145DEST_PATH_IMAGE042
分别为电压模型中转子磁链的
Figure 709122DEST_PATH_IMAGE043
分量；分别为定子电压、定子电流的
Figure 493724DEST_PATH_IMAGE045
分量；
Figure 438547DEST_PATH_IMAGE046
为定子电阻；
Figure 853347DEST_PATH_IMAGE047
为漏磁系数。这种模型的磁链观测器，当感应电机转速在10%额定转速以下时，因为定子电压变小，电阻压降影响增大，使计算精度下降。电流型磁链观测器为，其中
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE108
分别为电流模型中转子磁链的
Figure 420781DEST_PATH_IMAGE043
分量；
Figure DEST_PATH_IMAGE109
为感应电机转子回路时间常数。这种模型的磁链观测器，当感应电机带负载运行时，负载大小是变动的，电动机的温升也随着负载的不同而变化，这就使转子时间常数
Figure 841398DEST_PATH_IMAGE050
的值在大范围内发生变化，降低这种磁链模型的精度；
c) 混合模型的磁链观测器的建立。从控制理论上来说，气隙磁链观测器可以看作一个两输入、单输出的线性***。这样就可以构造出一个混合模型的磁链观测器为，其中，
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE110
分别为混合模型的转子磁链的分量。因此只需要合理选择系数
Figure DEST_PATH_IMAGE111
，就可以达到改变的幅频特性的目的来实现电压模型和电流模型的平稳切换，选取的基本原则是低速时电流模型起主要作用，高速时电压模型占主导地位。
对于两对极的电机来说，具体实现方式为：当感应电机的转速时，采用电流型磁链观测器；当电机的转速大于
Figure DEST_PATH_IMAGE113
时，采用电压型磁链观测器；当感应电机的转速位于两者之间时，由于此时两个模型的大小相差不大，因此采用两个模型的混合模型的方法，取
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE114
，
Figure DEST_PATH_IMAGE115
，在实际的运行过程中，上述方法基本能够保证两个模型之间的平稳过渡。 
这样就建立了基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***，整个矢量控制***具有快速的响应速度，良好的动静态性能，且易于数字实现，具有很强的实用性。 

Claims (7)

1.基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***，其特征在于:
A．建立NPC三电平逆变器的主电路，逆变器每一相有4个功率开关器件分别为                                                
Figure 2013101645057100001DEST_PATH_IMAGE001
、4个续流二极管
Figure 326107DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、2个箝位二极管；两个电容
Figure 993980DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
在直流侧串联起来，使
Figure 524450DEST_PATH_IMAGE004
=
Figure 44293DEST_PATH_IMAGE005
；
B．以步骤A中建立起来的NPC三电平逆变器为主电路，提出一种SVPWM的简化算法，来选择合适的开关状态；
C．利用基于转子磁场定向的矢量控制原理，以步骤A和步骤B所建立起来的SVPWM主电路为基础选择合适的开关状态，利用混合模型的磁链观测器计算转子磁链，在低速阶段采用电流模型的转子磁链，在高速阶段采用电压模型的转子磁链，建立基于NPC三电平逆变器的矢量控制***。
2.如权利要求1所述的基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***，其特征在于：所述的NPC三电平逆变器的主电路建立方法为， 
NPC三电平逆变器每一相有三个IGBT开关管、4个续流二极管、2个箝位二极管；整个三相逆变器直流侧有两个电容
Figure 484764DEST_PATH_IMAGE004
、串联起来支撑并均衡直流侧电压，
Figure 324992DEST_PATH_IMAGE004
=
Figure 648526DEST_PATH_IMAGE005
，通过一定的开关逻辑控制，交流侧产生三种电压的相电压，在输出端合成正弦波，其主电路的动态数学模型为：
Figure 943503DEST_PATH_IMAGE006
，其中分别为
Figure 687599DEST_PATH_IMAGE008
三相相电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
分别为交流侧的电阻值、电感值，
Figure 628879DEST_PATH_IMAGE010
为直流侧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 668687DEST_PATH_IMAGE012
分别为交流侧A、B、C三相电压源。
3.如权利要求1所述的基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***，其特征在于：所述的SVPWM简化算法为， 
步骤一、对于NPC三电平逆变器而言，每个桥臂只有三种输出电压值，即正（p）、零（o）、负（n），所以三相输出共有
Figure DEST_PATH_IMAGE013
个电压状态组合，对应于空间矢量的27组不同的矢量状态，对三电平空间电压矢量进行分解，将其分解为多个两电平的空间电压矢量的组合；
步骤二、当参考电压矢量
Figure 942804DEST_PATH_IMAGE014
落在1扇区时，此时参考电压矢量位于分解后的两电平空间矢量图中扇区1，根据经典的最近三矢量合成法则，
Figure 497282DEST_PATH_IMAGE014
由基本电压矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 489640DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure DEST_PATH_IMAGE017
共同合成，根据伏秒平衡的原则，得出
Figure 515496DEST_PATH_IMAGE018
；
步骤三、对步骤二中的三个基本电压矢量进行处理，引入一个电压平移矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 847383DEST_PATH_IMAGE019
与
Figure 307183DEST_PATH_IMAGE015
在空间矢量中重合，有
Figure 662203DEST_PATH_IMAGE020
，得到一个参考电压矢量平移图，平移后的两电平空间电压矢量图在S=1扇区内是以电压矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为原点，将三电平的SVPWM算法简化为两电平，并且平移后的三个基本电压矢量有一个总是为原点；
步骤四、利用两电平SVPWM算法计算基本矢量的作用时间和选择合适的开关状态。
4.如权利要求1基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***，其特征在于：所述的步骤四中，矢量控制***建立方法为，
步骤一、采用一种按转子磁场定向的矢量控制，把d轴放在转子总磁链矢量
Figure 491750DEST_PATH_IMAGE022
上，称为M轴，把q轴为垂直于
Figure 114361DEST_PATH_IMAGE022
的坐标轴上，称为T轴，此时转子磁通q轴分量为0(
Figure DEST_PATH_IMAGE023
) ，感应电机的电压方程可表示为，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 38246DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 733800DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure DEST_PATH_IMAGE029
、
Figure 837017DEST_PATH_IMAGE030
、、
Figure 94079DEST_PATH_IMAGE032
分别为MT坐标系下的定子电压、定子磁链、定子电流、转子电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 282746DEST_PATH_IMAGE034
分别是定、转子每相的电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为同步角速度，p为微分算子，磁链方程可表示为：
Figure 442377DEST_PATH_IMAGE036
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE037
、、
Figure DEST_PATH_IMAGE039
分别为定子自感、转子自感、定转子互感；
步骤二：采用一种混合模型的磁链观测器，在低速阶段采用电流模型的转子磁链，在高速阶段采用电压模型的转子磁链。
5.如权利要求4基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***其特征在于：所述的电压模型的磁链观测为，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE041
分别为电压模型中转子磁链的
Figure 642042DEST_PATH_IMAGE042
分量；分别为定子电压、定子电流的
Figure 180864DEST_PATH_IMAGE042
分量；
Figure 366995DEST_PATH_IMAGE044
为定子电阻；
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为漏磁系数。
6.如权利要求4基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***其特征在于：所述的电流模型的磁链观测为
Figure 339761DEST_PATH_IMAGE046
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE047
分别为电流模型中转子磁链的
Figure 503021DEST_PATH_IMAGE042
分量；为感应电机转子回路时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为感应电机的转速。
7.如权利要求4基于新型磁链观测器的NPC三电平逆变器矢量控制***其特征在于：所述的混合磁链观测器为
Figure 525651DEST_PATH_IMAGE050
，其中分别为感应电机在不同运行状态下的系数，
Figure 290275DEST_PATH_IMAGE052
分别为混合模型转子磁链的
Figure DEST_PATH_IMAGE053
分量。
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