CN113726207B - 三电平变换器的调制方法、装置和电子设备 - Google Patents

三电平变换器的调制方法、装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种三电平变换器的调制方法、装置和电子设备,应用于电力电子技术领域,其中,方法包括:获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量;根据矢量参数确定参考矢量在空间电压矢量区域中对应的目标扇区;根据矢量参数和调制参数,计算得到零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;获取目标扇区中的零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制。

Description

三电平变换器的调制方法、装置和电子设备
技术领域
本申请涉及三电平变换器技术领域,尤其涉及一种三电平变换器的调制方法、装置和电子设备。
背景技术
近年来,在高压大容量场合,相比于两电平变换器,三电平变换器更适合应用于高压大功率场合,其以开关器件承压低,电磁干扰小,输出谐波含量低等优点逐渐取代了两电平在高压大功率场合中的运用。
但相关技术中的三电平控制方法控制***繁琐,三电平在调制度较低或直流侧电压增加到一定量时会蜕变成两电平,使得三电平在高压大功率场合的运用优势下降。
发明内容
本申请提供了一种三电平变换器的调制方法、装置和电子设备,用以解决现有技术中,三电平在调制度较低或直流侧电压增加到一定量时会蜕变成两电平,使得三电平在高压大功率场合的运用优势下降的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种三电平变换器的调制方法,包括:
获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,所述参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,所述调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量;
根据所述矢量参数确定所述参考矢量在所述空间电压矢量区域中对应的目标扇区;
根据所述矢量参数和所述调制参数,计算得到所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;
获取所述目标扇区中的所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;
根据所述作用时间和所述作用顺序,对所述三电平变换器的开关管进行调制。
可选的,所述根据所述矢量参数和所述调制参数,计算得到所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间,包括:
根据所述矢量参考和所述调制参数,分别确定所述中矢量的第一作用时间和所述小矢量的第二作用时间;
根据所述调制参数中的调制周期、所述第一作用时间和所述第二作用时间,确定所述大矢量的第三作用时间和所述零矢量的第四作用时间。
可选的,所述根据所述调制参数中的调制周期、所述第一作用时间和所述第二作用时间,确定所述大矢量的第三作用时间和所述零矢量的第四作用时间,包括:
获取所述大矢量与小矢量间作用时间的倍数关系;
根据所述倍数关系和所述第二作用时间,确定所述第三作用时间;
根据所述调制周期、所述第一作用时间、所述第二作用时间和所述第三作用时间,计算得到所述第四作用时间。
可选的,所述根据所述作用时间和所述作用顺序,对所述三电平变换器的开关管进行调制,包括:
分别确定所述作用顺序中所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的数量;
根据所述数量和所述作用时间,确定所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量在所述作用顺序中的子作用时间;
按照所述作用顺序和所述子作用时间,调制所述开关管。
可选的,所述调制矢量合成所述参考矢量的过程,包括:
将所述调制矢量中的所述大矢量和与所述大矢量同方向的两个所述小矢量合成中间矢量;
将所述零矢量、所述中矢量和所述中间矢量合成所述参考矢量。
可选的,所述作用顺序满足预设规则;
所述预设规则包括:
首发矢量为零矢量;
在每个开关周期中,每一次矢量作用时允许一相桥臂发生改变;
每相开关状态包括高电平和低电平之间或低电平和零电平之间的切换;
其中,所述中矢量、大矢量与小矢量分别对应不同的开关状态。
可选的,所述获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数之前,还包括:
将三电平变流器的空间电压矢量区域划分为12个扇区,每个所述扇区中均包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量。
可选的,所述将三电平变流器的空间电压矢量区域划分为12个扇区,包括:
按照对称原则,将所述空间电压矢量区域以大矢量和中矢量为分界线,划分为12个扇区,其中,每个所述扇区的角度均为30度,大小相同,并且奇扇区和偶扇区对称。
第二方面,本申请实施例提供了一种三电平变换器的调制装置,包括:
第一获取模块,用于获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量;
确定模块,用于根据所述矢量参数确定所述参考矢量在所述空间电压矢量区域中对应的目标扇区;
计算模块,用于根据所述矢量参数和所述调制参数,计算得到所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;
第二获取模块,用于获取所述目标扇区中的所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;
调制模块,用于根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制。
可选的,计算模块,包括:
第一确定单元,用于根据矢量参考和调制参数,分别确定中矢量的第一作用时间和小矢量的第二作用时间;
第二确定单元,用于根据调制参数中的调制周期、第一作用时间和第二作用时间,确定大矢量的第三作用时间和零矢量的第四作用时间。
可选的,第二确定单元,包括:
获取单元,用于获取大矢量与小矢量间作用时间的倍数关系;
第三确定单元,用于根据倍数关系和第二作用时间,确定第三作用时间;
计算单元,用于根据调制周期、第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间,计算得到第四作用时间。
可选的,根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制,包括:
第四确定单元,用于分别确定作用顺序中零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的数量;
第五确定单元,用于根据数量和作用时间,确定零矢量、大矢量、中矢量和小矢量在作用顺序中的子作用时间;
调制单元,用于按照作用顺序和子作用时间,调制开关管。
可选的,还包括:
第一合成单元,用于将调制矢量中的大矢量和与所述大矢量同方向的两个小矢量合成中间矢量;
第二合成单元,用于将零矢量、中矢量和中间矢量合成参考矢量。
可选的,作用顺序满足预设规则;
预设规则包括:
首发矢量为零矢量;
在每个开关周期中,每一次矢量作用时允许一相桥臂发生改变;
每相开关状态包括高电平和低电平之间、低电平和零电平之间的切换;
其中,中矢量、大矢量与小矢量分别对应不同的开关状态。
可选的,还包括:
划分单元,用于将三电平变流器的空间电压矢量区域划分为12个扇区,每个扇区中均包括大矢量、中矢量和小矢量。
可选的,划分单元具体包括:
按照对称原则,将空间电压矢量区域以大矢量和中矢量为分界线,划分为12个扇区,其中,每个扇区的角度均为30度,大小相同,并且奇扇区和偶扇区对称。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括:处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行存储器中所存储的程序,实现第一方面的三电平变换器的调制方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现第一方面的三电平变换器的调制方法。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:本申请实施例提供的该方法,通过获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量;应的目标扇区;根据矢量参数和调制参数,计算得到零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;获取目标扇区中的零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制。如此,在对三电平变换器的开关管进行调制时,在后续确定的调制矢量的作用时间和作用顺序,即为零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间和作用顺序,从而,由于参考矢量由所在扇区的零矢量、大矢量、中矢量和小矢量合成,因此,即使调制度较低时,也不会蜕变成两电平,提高了三电平在高压大功率场合的运用优势。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的三电平变换器的调制方法的流程图;
图2为本申请一实施例提供的三电平变换器的调制方法的扇区划分的示意图;
图3为本申请一实施例提供的三电平变换器单相PON换流的状态图;
图4为本申请一实施例提供的三电平变换器的电路图;
图5为本申请一实施例提供的三电平变换器的调制方法的调制结果示意图;
图6为本申请一实施例提供的三电平变换器的调制装置的结构图;
图7为本申请一实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请一实施例中提供了一种三电平变换器的调制方法,该方法可以应用于任意一种形式的电子设备中,如变换器中。如图1所示,该三电平变换器的调制方法,包括:
步骤101、获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量。
一些实施例中,调制参数包括调制周期和母线电压。
在对三电平变换器的调制过程中,参考矢量是由所在扇区的矢量合成的。其中,空间电压矢量可以根据每一级中所述功率单元的开关管状态及输出电平得到,并根据所述多个基本空间电压矢量的模长将所述多个基本空间电压矢量划分为大矢量、中矢量、小矢量及零矢量。具体的,将空间电压矢量区域划分为6个模长为的大矢量、6个模长为/>的中矢量、12个模长为/>的小矢量和3个模长为0的零矢量。本实施例中,参见图2,将三电平变流器的空间电压矢量区域以大矢量和中矢量为分界线,划分为12个扇区,每个扇区中均包括大矢量、中矢量和小矢量。如此,使得合成的参考矢量在每个扇区中,都是由大矢量、中矢量和小矢量合成的,从而即使调制度较低时,也不会蜕变成两电平。
具体的,对三电平变流器的空间电压矢量区域划分具体通过以下方式:按照对称原则,将空间电压矢量区域以大矢量和中矢量为分界线,划分为12个扇区,其中,每个扇区的角度均为30度,大小相同,并且奇扇区和偶扇区对称。
一些实施例中,由于对扇区的划分后,每个扇区的大小相同并且奇扇区和偶扇区,因此,在分析一个扇区后,即可进一步推导出其他扇区。
其中,矢量参数包括参考矢量的旋转相位角和参考矢量的电压。
在一个可选实施例中,调制矢量合成参考矢量的过程,包括:
将调制矢量中的大矢量和同方向的两个小矢量合成中间矢量;将零矢量、中矢量和中间矢量合成参考矢量。
一些实施例中,参照图2,Vk所在的方向为大矢量和小矢量所在的方向,Vk+1所在的方向为中矢量所在的方向。
步骤102、根据矢量参数确定参考矢量在空间电压矢量区域中对应的目标扇区。
基于上述相关实施例,按照30度划分得到扇区,每个扇区所在的位置都不同,因此,可以通过参考矢量的旋转相位角确定当前参量矢量所在的扇区。
示例性的,在参考矢量的旋转相位角在0至30度之间时,确定参考矢量处在第一扇区;在参考矢量的旋转相位角在30至60度之间时,确定参考矢量处在第二扇区。
步骤103、根据矢量参数和调制参数,计算得到零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间。
一些实施例中,在三电平变换器调制时,由于是周期性调制,在每个开关周期中,不同的调制矢量的作用时间不同。通过调制参数和矢量参数,计算出调制矢量的作用时间,从而完成变换器的调制。
在一个可选实施例中,根据矢量参数和调制参数,计算得到调制矢量的作用时间,包括:
根据矢量参考和调制参数,分别确定中矢量的第一作用时间和小矢量的第二作用时间;根据调制参数中的调制周期、第一作用时间和第二作用时间,确定大矢量的第三作用时间和零矢量的第四作用时间。
一些实施例中,调制矢量中中矢量的第一作用时间Tk+1可以通过以下公式得到:
其中,Ts表示调制周期,Vref表示参考矢量,Ud表示母线电压,θ表示参考矢量的旋转相位角。
小矢量的第二作用时间Tk可以通过以下公式得到:
进一步的,在得到调制周期、第一作用时间和第二作用时间后,便可以通过进一步计算得到大矢量的第三作用时间和零矢量的第四作用时间。
具体的,根据调制参数中的调制周期、第一作用时间和第二作用时间,确定大矢量的第三作用时间和零矢量的第四作用时间,包括:
获取大矢量与小矢量间的倍数关系;根据倍数关系和第二作用时间,确定第三作用时间;根据调制周期、第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间,计算得到第四作用时间。
一些实施例中,大矢量的作用时间为小矢量的作用时间的二倍,因此,在得到小矢量的第一作用时间后,将其乘以2便可以得到大矢量的第三作用时间;进而,由于调制周期是所有调制矢量的作用时间之和。因此,零矢量的作用时间便为调制周期减去第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间后的差值。
基于上述相关实施例,参考矢量是由零矢量、大矢量和同方向的两个小矢量合成的,大矢量的作用时间为小矢量的作用时间的二倍,则有:
Ts=4Tk+Tk+1+T0
其中,T0表示零矢量的作用时间。
因此,可以得到零矢量的作用时间为:
步骤104、获取目标扇区中的所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序。
一些实施例中,调制矢量的作用顺序满足以下预设规则,包括:
第一,首发矢量为零矢量。将首发矢量设置为零矢量,能够使扇区在切换过程中更加的平滑。
第二,在每个开关周期中,每一次矢量作用时允许一相桥臂发生改变。在矢量作用过程中发生改变时,只允许一相桥臂发生变化,从而降低开关损耗。
第三,每相开关状态包括高电平和低电平之间、低电平和零电平之间的切换。在每个开关周期中,一相桥臂发生改变时,由零电平(N)到低电平(O),低电平(O)到高电平(P)切换,而不能发生零电平到高电平切换。
图3中所示的为三电平变换器单相PON换流的状态图,其中,图3(a)为P状态时的状态图,图3(b)为O状态时的状态图,图3(c)为N状态时的状态图。
其中,中矢量、大矢量与小矢量分别对应不同的开关状态。
示例性的,以目标扇区为第一扇区为例,调制矢量的作用顺序可以为OOO、POO、PON、PNN、ONN、NNN、NNN、ONN、PNN、PON、POO和OOO,以目标扇区为第二扇区为例,调制矢量的作用顺序可以为OOO、OON、PON、PPN、PPO、PPP、PPP、PPO、PPN、PON、OON和OOO。
如此,每个扇区矢量作用顺序为零矢量、小矢量、中矢量、大矢量、小矢量、零矢量,可以减少扇区判断和矢量作用时间计算及分配,简化了控制***,减少计算量,从而实现降低芯片运算负担的关键技术型问题,同时实现提高运算速率,输出波形良好,不易蜕变的目的。
其中,开关状态为PPP、OOO和NNN的均为零矢量,其幅值为零。
开关状态为POO、PPO、OPO、OPP、OOP、POP、ONN、OON、NON、NOO、NNO、ONO的均为小矢量,其幅值为
开关状态为PON、OPN、NPO、NOP、ONP、PNO的为中矢量,其幅值为
开关状态为PNN、PPN、NPN、NPP、NNP、PNP的为大矢量,其幅值为
步骤105、根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制。
一些实施例中,在得到调制矢量的作用时间和作用顺序后,便可以基于该参数对三电平变换器的开关管进行调制。
示例性的,以目标扇区为第一扇区,作用顺序为OOO、POO、PON、PNN、ONN、NNN、NNN、ONN、PNN、PON、POO和OOO为例,其中,OOO和NNN均为零矢量,在矢量的作用顺序中零矢量共作用四次,在得到T0后,便可以确定在每个零矢量作用时,其子作用时间为T0/4。
其中,小矢量包括POO和ONN,中矢量包括PON,大矢量包括PNN,在矢量作用顺序中小矢量作用4次,中矢量作用2次,大矢量作用2次。每次POO和ONN作用时,其子作用时间为Tk/2;每次PON作用时,其子作用时间为Tk+1/2;每次PNN作用时,其子作用时间为Tk
本申请的三电平变换器的调制方法,利用参考矢量基本公式的变换直接生成目标调制波形,且参考矢量的合成都包含了小矢量、中矢量和大矢量,即使在调制度较低时,输出波形仍为三电平。并且,通过简化控制***来提高效率,提高控制***的实时性,且直流侧电压运用范围广泛,不容易蜕变,有利于在高压大功率设备上运用,在调制度较低时,输出电平仍为三电平,提高了直流电压的利用率。
以图四所示的三电平变换器电路为例进行MATLAB仿真。变换器直流侧电压为540V,调制度m为0.1,在相同的条件下仿真了传统三电平调制方式和本申请的调制方式。
如图五所示,图五(a)为传统调制方式下输出线电压为两电平,图五(b)为本申请的调制方式下输出线电压为三电平。当增大直流侧电压(母线电压)到一定值时,相当于调制度(m)变小,m=Vref/Ud,传统调制方式下输出线电压将会蜕变为两电平,而本申请的调制方式下输出线电压仍为三电平。
可见,本申请的三电平变换器的调制方法的输出电压不会因为调制度较低或直流侧电压加到一定量而蜕变为两电平。该方法应用于三电平变换器的控制***,能够简化整个控制***,提高响应速度及效率,且更适合应用于大功率高压场合。
基于同一构思,本申请实施例中提供了一种三电平变换器的调制装置,该装置的具体实施可参见方法实施例部分的描述,重复之处不再赘述,如图6所示,该装置主要包括:
第一获取模块601,用于获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量;
确定模块602,用于根据矢量参数确定参考矢量在空间电压矢量区域中对应的目标扇区;
计算模块603,用于根据矢量参数和调制参数,计算得到零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;
第二获取模块604,用于获取目标扇区中的零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;
调制模块605,用于根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制。
如此,在对三电平变换器的开关管进行调制时,在后续确定的调制矢量的作用时间和作用顺序,即为零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间和作用顺序,从而,由于参考矢量由所在扇区的零矢量、大矢量、中矢量和小矢量合成,因此,即使调制度较低时,也不会蜕变成两电平,提高了三电平在高压大功率场合的运用优势。
基于同一构思,本申请实施例中还提供了一种电子设备,如图7所示,该电子设备主要包括:处理器701、存储器702和通信总线703,其中,处理器701和存储器702通过通信总线703完成相互间的通信。其中,存储器702中存储有可被至处理器701执行的程序,处理器701执行存储器702中存储的程序,实现如下步骤:
获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量;
根据矢量参数确定参考矢量在空间电压矢量区域中对应的目标扇区;
根据矢量参数和调制参数,计算得到零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;
获取目标扇区中的零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;
根据作用时间和作用顺序,对三电平变换器的开关管进行调制。
上述电子设备中提到的通信总线703可以时外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended IndustryStandard Architecture,简称EISA)总线等。该通信总线703可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图7中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器702可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。可选地,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。
上述的处理器701可以是通用处理器,包括中央处理器(Central ProcessingUnit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等,还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本申请的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,当该计算机程序在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例中所描述的三电平变换器的调制方法。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,计算机指令从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、微波等)方式向另外一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带等)、光介质(例如DVD)或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种三电平变换器的调制方法,其特征在于,包括:
获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,所述参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,所述调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量,所述调制参数包括调制周期和母线电压;
根据所述矢量参数确定所述参考矢量在所述空间电压矢量区域中对应的目标扇区;
根据所述矢量参数和所述调制参数,计算得到所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;
获取所述目标扇区中的所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;
根据所述作用时间和所述作用顺序,对所述三电平变换器的开关管进行调制;
其中,根据矢量参数和调制参数,计算得到调制矢量的作用时间,包括:
根据矢量参数和调制参数,分别确定中矢量的第一作用时间和小矢量的第二作用时间;根据调制参数中的调制周期、第一作用时间和第二作用时间,确定大矢量的第三作用时间和零矢量的第四作用时间;
其中,调制矢量中中矢量的第一作用时间Tk+1,包括:
其中,Ts表示调制周期,Vref表示参考矢量,Ud表示母线电压,θ表示参考矢量的旋转相位角;
小矢量的第二作用时间Tk,包括:
2.根据权利要求1所述的三电平变换器的调制方法,其特征在于,所述根据所述调制参数中的调制周期、所述第一作用时间和所述第二作用时间,确定所述大矢量的第三作用时间和所述零矢量的第四作用时间,包括:
获取所述大矢量与小矢量间作用时间的倍数关系;
根据所述倍数关系和所述第二作用时间,确定所述第三作用时间;
根据所述调制周期、所述第一作用时间、所述第二作用时间和所述第三作用时间,计算得到所述第四作用时间。
3.根据权利要求1所述的三电平变换器的调制方法,其特征在于,所述根据所述作用时间和所述作用顺序,对所述三电平变换器的开关管进行调制,包括:
分别确定所述作用顺序中所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的数量;
根据所述数量和所述作用时间,确定所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量在所述作用顺序中的子作用时间;
按照所述作用顺序和所述子作用时间,调制所述开关管。
4.根据权利要求1所述的三电平变换器的调制方法,其特征在于,所述调制矢量合成所述参考矢量的过程,包括:
将所述调制矢量中的所述大矢量和与所述大矢量同方向的两个所述小矢量合成中间矢量;
将所述零矢量、所述中矢量和所述中间矢量合成所述参考矢量。
5.根据权利要求1所述的三电平变换器的调制方法,其特征在于,所述作用顺序满足预设规则;
所述预设规则包括:
首发矢量为零矢量;
在每个开关周期中,每一次矢量作用时允许一相桥臂发生改变;
每相开关状态包括高电平和低电平之间或低电平和零电平之间的切换;
其中,所述中矢量、大矢量与小矢量分别对应不同的开关状态。
6.根据权利要求1所述的三电平变换器的调制方法,其特征在于,所述获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数之前,还包括:
将三电平变流器的空间电压矢量区域划分为12个扇区,每个所述扇区中均包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量。
7.根据权利要求6所述的三电平变换器的调制方法,其特征在于,所述将三电平变流器的空间电压矢量区域划分为12个扇区,包括:
按照对称原则,将所述空间电压矢量区域以大矢量和中矢量为分界线,划分为12个扇区,其中,每个所述扇区的角度均为30度,大小相同,并且奇扇区和偶扇区对称。
8.一种三电平变换器的调制装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取调制参数和参考矢量当前的矢量参数,所述参考矢量是由空间电压矢量区域划分的扇区中的调制矢量合成的,所述调制矢量包括零矢量、大矢量、中矢量和小矢量,所述调制参数包括调制周期和母线电压;
确定模块,用于根据所述矢量参数确定所述参考矢量在所述空间电压矢量区域中对应的目标扇区;
计算模块,用于根据所述矢量参数和所述调制参数,计算得到所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用时间;
第二获取模块,用于获取所述目标扇区中的所述零矢量、大矢量、中矢量和小矢量的作用顺序;
调制模块,用于根据所述作用时间和所述作用顺序,对所述三电平变换器的开关管进行调制;
其中,根据矢量参数和调制参数,计算得到调制矢量的作用时间,包括:
根据矢量参数和调制参数,分别确定中矢量的第一作用时间和小矢量的第二作用时间;根据调制参数中的调制周期、第一作用时间和第二作用时间,确定大矢量的第三作用时间和零矢量的第四作用时间;
其中,调制矢量中中矢量的第一作用时间Tk+1,包括:
其中,Ts表示调制周期,Vref表示参考矢量,Ud表示母线电压,θ表示参考矢量的旋转相位角;
小矢量的第二作用时间Tk,包括:
9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信;
所述存储器,用于存储计算机程序;
所述处理器,用于执行所述存储器中所存储的程序,实现权利要求1-7任一项所述的三电平变换器的调制方法。
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消除中点电位低频振荡的三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法;张志;谢运祥;乐江源;陈林;;电工技术学报(第03期);第103-109页 *

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