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专利号: 2016105836517
申请人: 东北大学秦皇岛分校
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,包括,a)获取相电压值,对所述相电压值取整,获取相电压整数值;b)根据获取的相电压值建立参考平面,将相电压整数值与参考平面进行比较,并根据相邻开关状态组合之间,只有一相的状态发生改变为原则,获取参与电压合成所需的基本作用矢量序列;c)利用伏秒平衡原理,计算基本作用矢量的占空比;d)根据相电压整数值,确定参考桥臂在一个采样周期内状态变换的最少次数;e)根据基本作用矢量序列、桥臂状态的取值范围和参考桥臂的状态变换的最少次数,获取参考桥臂的开关状态以及状态切换的时刻;f)根据基本作用矢量以及参考桥臂的状态,获取各相桥臂的开关状态值;g)根据各相桥臂的开关状态值与功率开关通断状态的关系,获取控制各相桥臂功率器件和参考桥臂功率器件的开关信号。

2.如权利要求1所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述逆变器为三相四桥臂逆变器,所述参考桥臂为第四桥臂;所述基本作用矢量的数量四个。

3.如权利要求1或2所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述步骤a)中获取相电压值的步骤包括,获取各相参考电压值,将各相参考电压标幺化,并将标幺化后的各相参考电压加上正常数,获得所述相电压值。

4.如权利要求3所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述标幺化的步骤包括,将各相参考电压值除以直流母线电压值的一半,获得标幺化后的各相参考电压,将标幺化后的各相参考电压加上2,获得各相的所述相电压值。

5.如权利要求1或2所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述相电压值和相电压整数值的数量为三组,所述步骤b)包括,根据各相的所述相电压值和各相的相电压整数值,建立三个参考平面,平面方程如下: 其中van、vbn、vcn表示三相相电压值,a、b、c表示三相相电压整数值;将三相相电压整数值与所述参考平面比较获取四个基本作用矢量,过程如下:当vbn-vcn≤b-c且van-vcn≥a-c时,合成参考电压矢量的四个基本作用矢量以及矢量作用序列为:a,b,c→a+1,b,c→a+1,b,c+1→a+1,b+1,c+1;

当vbn-vcn≤b-c,van-vcn≤a-c且vbn-van≤b-a时,合成参考电压矢量的四个基本作用矢量,以及矢量作用序列为:a,b,c→a,b,c+1→a+1,b,c+1→a+1,b+1,c+1;

当vbn-vcn≤b-c,van-vcn≤a-c且vbn-van≥b-a时,合成参考电压矢量的四个基本作用矢量,以及矢量作用序列为:a,b,c→a,b,c+1→a,b+1,c+1→a+1,b+1,c+1;

当vbn-vcn≥b-c且van-vcn≤a-c时,合成参考电压矢量的四个基本作用矢量,以及矢量作用序列为:a,b,c→a,b+1,c→a,b+1,c+1→a+1,b+1,c+1;

当vbn-vcn≥b-c,van-vcn≥a-c且vbn-van≥b-a时,合成参考电压矢量的四个基本作用矢量,以及矢量作用序列为:a,b,c→a,b+1,c→a+1,b+1,c→a+1,b+1,c+1;

当vbn-vcn≥b-c,van-vcn≥a-c且vbn-van≤b-a时,合成参考电压矢量的四个基本作用矢量,以及矢量作用序列为:a,b,c→a+1,b,c→a+1,b+1,c→a+1,b+1,c+1。

6.如权利要求1或2所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述步骤c)包括:根据伏秒平衡原理,利用下列公式,计算四个基本作用矢量的占空比d1、d2、d3和d4:其中, 为基本作用矢量。

7.如权利要求2所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述步骤d)包括:根据三相相电压整数值a,b,c的取值,确定第四桥臂在一个采样周期内状态变换的最少次数,以及第四桥臂的开关状态Sno,过程如下:当min{a,b,c}=0且max{a,b,c}≤1时,Sno=1,第四桥臂开关状态在一个采样周期内保持不变;

当min{a,b,c}=0且max{a,b,c}=2时,Sno=1和0,第四桥臂开关状态在一个采样周期内变换一次;当max{San,Sbn,Scn}=2时,Sno=1;当max{San,Sbn,Scn}=3时,Sno=0;

当min{a,b,c}=1且max{a,b,c}≤2时,Sno=0,第四桥臂开关状态在一个采样周期内保持不变;

当min{a,b,c}=1且max{a,b,c}=3时,Sno=0和-1,第四桥臂开关状态在一个采样周期内变换一次;当max{San,Sbn,Scn}=3时,Sno=0;当max{San,Sbn,Scn}=4时,Sno=-1;

当min{a,b,c}=2时,Sno=-1,第四桥臂开关状态在一个采样周期内保持不变;

当min{a,b,c}=3时,Sno=-1,第四桥臂开关状态在一个采样周期内保持不变;

其中San、Sbn、Scn表示基本作用矢量的a,b,c三相分量。

8.如权利要求1或2所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述步骤f)包括:根据基本作用矢量{San,Sbn,Scn}以及第四桥臂的状态Sno,利用下式:分别得到四个桥臂的开关状态Sao、Sbo、Sco和Sno。

9.如权利要求1或2所述的逆变器空间矢量控制方法,其特征在于,所述步骤g)包括:由桥臂开关状态与功率开关管通断之间的关系,得到控制四个桥臂功率器件的开关信号;当桥臂状态为1时,桥臂上的第一功率开关器件和第二功率开关器件导通,第三功率开关器件和第四功率开关器件截止;

当桥臂状态为0时,第二功率开关器件和第三功率开关器件导通,第一功率开关器件和第四功率开关器件截止;当桥臂状态为-1时,第三功率开关器件和第四功率开关器件导通,第一功率开关器件和第二功率开关器件截止。

10.一种逆变器空间矢量控制装置,其特征在于,包括:

相电压整数值获取模块,所述相电压整数值获取模块用于根据相电压值,对所述相电压值取整,获取相电压整数值;

基本作用矢量序列获取模块,所述基本作用矢量序列获取模块用于根据获取的相电压值建立参考平面,将相电压整数值与参考平面进行比较,并根据相邻开关状态组合之间,只有一相的状态发生改变为原则,获取参与电压合成所需的基本作用矢量序列;

矢量占空比获取模块,所述矢量占空比获取模块用于利用伏秒平衡原理,计算所述基本作用矢量的占空比;

参考桥臂状态变换次数获取模块,所述参考桥臂状态变换次数获取模块用于,根据相电压整数值,确定参考桥臂在一个采用周期内状态变换的最少次数;

参考桥臂开关状态以及状态切换时刻获取模块,所述参考桥臂开关状态以及状态切换时刻获取模块用于根据基本作用矢量序列、桥臂状态的取值范围和参考桥臂的状态变换的最少次数,获取参考桥臂的开关状态以及状态切换的时刻;

各相桥臂开关状态值获取模块,所述各相桥臂开关状态值获取模块用于根据基本作用矢量以及参考桥臂的状态,获取各相桥臂的开关状态值;

功率器件开关信号获取模块,所述功率器件开关信号获取模块用于根据各相桥臂的开关状态值与功率开关通断状态的关系,获取控制各相桥臂功率器件和参考桥臂功率器件的开关信号。