【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及级联多电平变换器调制，特指一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压svm方法。
技术介绍
1、级联多电平变换器具有模块化程度高、可靠性好、冗余度高、谐波含量低等特点，广泛应用在各种中高压大功率场合。级联多电平变换器调制技术产生的脉冲信号控制开关器件的开关或关断，决定级联多电平变换器的输出电能质量和效率。空间矢量调制(spacevector modulation—svm)可以提高直流电压利用率，易于实现实时的数字化控制，可以通过选择合适的冗余开关状态优化变换器性能，在级联多电平变换器中得到广泛应用。但传统svm技术采用最近三个基本矢量合成参考矢量，由基本矢量计算对应的开关状态矢量需要求解一个非齐次线性方程组，存在无穷个解，每个解对应一个开关状态，即存在无穷个开关状态，考虑到实际应用中级联单元数有限，可得到有限个解，即存在一个基本矢量对应有限个开关状态矢量(称为冗余开关状态矢量)。冗余开关状态矢量导致选择最佳开关状态计算工作量大、切换路径选择复杂等问题，随着级联单元数量的增加，计算量会呈指数级增长，极大地提升了svm实现的难度。并且传统svm算法只能将共模电压限制在一定范围内(参见公开号为cn 114553037 a的中国专利申请，专利技术名称：一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压svm方法)，不能完全消除共模电压，导致系统依旧存在由共模电压引起的轴承电流、电磁干扰等问题。通过选择具有零共模电压开关状态的非最近三个基本矢量合成参考矢量可以消除共模电压，但同时也导致非最近三个基本矢量和对应零共模电压开关状态选
2、基于上述级联多电平变换调制技术存在的问题，有必要研究一种新的级联多电平变换器调制方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对传统级联多电平变换器空间矢量调制方法和最近电平调制方法存在的上述问题，提出一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压svm方法，此方法通过对三个相电压参考信号四舍五入取整得到距离三个相电压参考信号最近的电平，计算三个相电压参考信号和距离三个相电压参考信号最近的电平的差值，根据三个差值是否大于零，直接得到距离参考矢量最近具有零共模电压开关状态的三个基本矢量对应的零共模电压开关状态和零共模电压开关状态对应作用时间，最后根据三个差值的大小关系，得到三个零共模电压开关状态的切换顺序。该简化svm方法适用于任意级数多电平变换器。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压svm方法，包括以下步骤：
4、步骤一：对三个相电压参考信号ar,br,cr就近取整，得到最近的电平(即三相电压最近电平)anl,bnl,cnl。
5、
6、round(*)表示对数值*进行四舍五入取整。
7、步骤二：计算三个相电压参考信号ar,br,cr和最近电平anl,bnl,cnl的差值δa,δb,δc。
8、
9、步骤三：判断δa,δb,δc是否大于零，得到距离参考矢量最近具有零共模电压开关状态的三个基本矢量对应的零共模电压开关状态sza,szb,szc和零共模电压开关状态对应作用时间tza,tzb,tzc，tza,tzb,tzc分别表示零共模电压开关状态sza,szb,szc的作用时间。存在以下8种情况：
10、情况1：δa＞0,δb＞0,δc＞0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl-1,bnl,cnl)、szb(anl,bnl-1,cnl)和szc(anl,bnl,cnl-1)，作用时间分别为tza＝ts*δa、tzb＝ts*δb和tzc＝ts*δc，ts表示采样周期。将开关状态sza、szb和szc根据clark变换得到对应的空间矢量，再根据伏秒平衡原理计算得到开关状态sza、szb和szc对应的作用时间，具体原理为现有技术。
11、情况2：δa＞0,δb＞0,δc＜0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl-1,bnl,cnl+1)、szb(anl,bnl-1,cnl+1)和szc(anl,bnl,cnl)，作用时间分别为tza＝ts*δa、tzb＝ts*δb和tzc＝ts+ts*δc。
12、情况3：δa＞0,δb＜0,δc＞0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl-1,bnl+1,cnl)、szb(anl,bnl,cnl)和szc(anl,bnl+1,cnl-1)，作用时间分别为tza＝ts*δa、tzb＝ts+ts*δb和tzc＝ts*δc。
13、情况4：δa＜0,δb＞0,δc＞0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl,bnl,cnl)、szb(anl+1,bnl-1,cnl)和szc(anl+1,bnl,cnl-1)，作用时间分别为tza＝ts+ts*δa、tzb＝ts*δb和tzc＝ts*δc。
14、情况5：δa＞0,δb＜0,δc＜0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl,bnl,cnl)、szb(anl-1,bnl+1,cnl)和szc(anl-1,bnl,cnl+1)，作用时间分别为tza＝ts-ts*δa、tzb＝-ts*δb和tzc＝-ts*δc。
15、情况6：δa＜0,δb＞0,δc＜0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl+1,bnl-1,cnl)、szb(anl,bnl,cnl)和szc(anl,bnl-1,cnl+1)，作用时间分别为tza＝-ts*δa、tzb＝ts-ts*δb和tzc＝-ts*δc。
16、情况7：δa＜0,δb＜0,δc＞0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl+1,bnl,cnl-1)、szb(anl,bnl+1,cnl-1)和szc(anl,bnl,cnl)，作用时间分别为tza＝-ts*δa、tzb＝-ts*δb和tzc＝ts-ts*δc。
17、情况8：δa＜0,δb＜0,δc＜0时，三个零共模电压开关状态为sza(anl+1,bnl,cnl)、szb(anl,bnl+1,cnl)和szc(anl,bnl,cnl+1)，作用时间分别为tza＝-ts*δa、tzb＝-ts*δb和tzc＝-ts*δc。
18、步骤四：根据δa,δb,δc的大小关系得到三个零共模电压开关状态的切换顺序。通过只使用共模电压为零的开关状态合成参考矢量，就可以实现变换器输出共模电压为零。
19、δa,δb,δc是否大于零属于情况1时，判断δa,δb,δc的大小关系得到以下六种情况：
20、1)δa＞δb＞δc时，三个零共模电压开关状态的切换顺序为sza,szb,szc。
21、2)δa＞δc＞δb时，三个零共模电压开关状态的切换顺序为sza,szc,szb。
22、3)δb＞δa＞δc时，三个零共模电压开关状态的切换顺序为szb,s本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压SVM方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压SVM方法，其特征在于，所述的步骤三中，通过判断Δa,Δb,Δc是否大于零，直接得到距离参考矢量最近具有零共模电压开关状态的三个基本矢量对应的零共模电压开关状态和零共模电压开关状态对应作用时间。再根据Δa,Δb,Δc的大小关系，直接得到三个零共模电压开关状态的切换顺序。
3.如权利要求1所述的一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压SVM方法，其特征在于，所述的步骤四中，根据步骤三已知切换顺序，存在六种切换顺序，采用五段算法实现，合成参考开关状态的零共模电压开关状态切换顺序为：
【技术特征摘要】
1.一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压svm方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种基于最近电平的级联多电平变换器零共模电压svm方法，其特征在于，所述的步骤三中，通过判断δa,δb,δc是否大于零，直接得到距离参考矢量最近具有零共模电压开关状态的三个基本矢量对应的零共模电压开关状态和零共...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾文军，周国华，徐能谋，陈勇杰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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