【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器调制，特别是一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器。
技术介绍
1、由于受电力电子器件的容量和电压限制，单个电力电子器件无法独立应用于高压大功率场合，为了解决此问题，将多个电子器件模块级联可实现高压大功率输出，从而级联多电平逆变器也就应用而生。
2、h桥级联多电平逆变器每一相均由若干各功率单元串联而成，且具有输出容量大、谐波含量低、模块化、易扩展等优点，因此在中高压调速、大功率有源电力滤波和交流柔性供电等领域得到了广泛应用。
3、h桥级联多电平逆变器主要的调制方法有载波移相法、载波层叠法、空间矢量调制法等。
4、与载波调制法相比，空间矢量调制法具有谐波特性好、电压利用率高、易于数字实现等优点。
5、但空间矢量调制方法随着功率单元串联的级数增加，基本矢量对应的开关状态冗余度也随着增加，参考矢量所在扇区定位和基本矢量作用时间的计算变得极为复杂，导致空间矢量调制算法实现困难,难于用于实际系统中。
6、因此，有必要设计一种针对基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器。本专利技术具有调制方法简单易实施，且扩展性强的优点。
2、本专利技术的技术方案：一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器，包括逆变器本体和控制器；所述控制器用于向逆变器本体中的开关管发送pwm信号；所述逆变器本体
3、每个所述h桥均由四个开关管和一个直流电源并联组成，h桥有两个交流输出端，四个开关管连接方式为每两个开关管串联之后在整体并联；每个所述h桥的直流电源均为独立的电源；
4、每一相的n个h桥级联具体为由n个h桥的交流输出的一端首尾串联而成；
5、将三相中第n个h桥的交流输出端的空余一端连接到同一节点上，该节点称为逆变器的零点或中性点；将三相中第1个h桥的交流输出端的空余一端分别连接到a、b、c三相输出，称为逆变器的三相输出端；
6、所述开关管由pwm信号驱动；
7、所述控制器执行的调制方法为基于移相空间矢量调制方法。
8、前述的基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器中，所述调制方法包括如下步骤：
9、s1、将α-β坐标系转换为p-q坐标系：将α-β坐标系中的α坐标拉伸为原值的3倍、β坐标拉伸为原值的倍，获得p-q坐标系；
10、s2、在p-q坐标下，建立两电平参考矢量轨迹的数学模型其中m为调制系数,0<m≤1,pr为参考矢量的横坐标，qr为参考矢量的纵坐标；
11、s3、判断参考矢量vr(pr，qr)所在扇区，其中vr(pr，qr)为
12、s4、计算合成参考矢量的基本矢量作用时间：判定参考矢量所在扇区，依据参考矢量所在扇区确定基本矢量，利用伏秒平衡原理计算出基本矢量作用时间；
13、s5、分配合成参考矢量的基本矢量的切换路径：利用基本矢量对应的开关状态矢量进行切换。
14、前述的基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器中，s1所述的将α-β坐标系转换为p-q坐标系，其具体内容如下：
15、s1.1、α-β坐标系下的两电平空间矢量调制方法的基本矢量表达式为：
16、
17、式(1)中，α、β分别为α-β坐标系中的横坐标、纵坐标，a、b、c分别为逆变器每个h桥的半桥三相输出的电平数且为整数，只能取0和1；
18、s1.2、将α-β坐标系中的α坐标拉伸为原值的3倍、β坐标拉伸为原值的倍后，获得p-q坐标系，为：
19、
20、式(2)中，p、q分别为p-q坐标系中的横坐标、纵坐标；
21、s1.3、由式(2)可得六个非零基本矢量v1(2,0)、v2(1,1)、v3(-1,1)、v4(-2,0)、v5(2,0)、v6(1,-1)，一个零矢量v0(0,0)；
22、s1.4、基于非零矢量和零矢量构成六个扇区，每个扇区均为一个等腰直角三角形，分别为：
23、v0、v1、v6构成第一扇区即扇区i；
24、v0、v1、v2构成第二扇区即扇区ii；
25、v0、v2、v3构成第三扇区即扇区iii；
26、v0、v3、v4构成第四扇区即扇区iv；
27、v0、v4、v5构成第五扇区即扇区v；
28、v0、v5、v6构成第六扇区即扇区vi；
29、s1.5、定义满足式(2)的(a,b,c)为基本矢量v(p,q)开关状态矢量；
30、六个非零基本矢量且仅有一个开关状态矢量，分别为：s1(1,0,0)、s2(1,1,0)、s3(0,1,0)、s4(0,1,1)、s5(0,0,1)、s6(1,0,1)；
31、零基本矢量v0(0,0)对应两个开关状态矢量，分别为：s0(0,0,0)、s7(1,1,1)。
32、前述的基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器中，s2所述的在p-q坐标下，建立两电平参考矢量轨迹的数学模型其具体内容如下：
33、s2.1、设理想的三相正弦波电压数学模型为：
34、
35、式(3)中，ura、urb、urc分别表示参考电压a、b、c三相电压，urm为参考电压每相的幅值；
36、s2.2、将式(3)代入式(1)得在α-β坐标系中参考电压矢量ur为：
37、
38、由式(4)可知，参考电压矢量ur在α-β坐标系中轨迹是个圆形，半径为urm；
39、s2.3、将式(4)除以e归一化可得参考矢量vr(αr，βr)为：
40、
41、式(5)中，定义为参考矢量vr轨迹的半径，e为每个级联h桥的供电电压；
42、s2.4、联立式(1)和式(5)，得参考矢量vr轨迹最大半径
43、s2.5、参考矢量vr取得最大半径值rrmax时，对应逆变器的输入直流电压利用率最高，设为1；引入参数m调节逆变器的输入直流电压利用率，得：
44、
45、s2.6、由式(6)得代入式(5)得参考矢量vr(αr，βr)为：
46、
47、s2.7、将在α-β坐标系中参考矢量vr(αr，βr)转换为在p-q坐标系中参考矢量vr(pr，qr)，得：
48、
49、s2.8、由式(8)，可得出在p-q坐标下，两电平参考矢量轨迹的数学模型为：
50、
51、前述的基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器中，s3所述的判断参考矢量vr(pr，qr)所在扇区，具体内容为：
52、若pr≥0&&qr≤0&&a本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于：包括逆变器本体和控制器；所述控制器用于向逆变器本体中的开关管发送PWM信号；所述逆变器本体由A、B、C三相组成，每一相由n个H桥级联而成；
2.根据权利要求1所述的一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于，所述调制方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于，S1所述的将α-β坐标系转换为p-q坐标系，其具体内容如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于，S2所述的在p-q坐标下，建立两电平参考矢量轨迹的数学模型其具体内容如下：
5.根据权利要求2所述的一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于，S3所述的判断参考矢量Vr(pr，qr)所在扇区，具体内容为：
6.根据权利要求5所述的一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于，S4所述的计算合成参考矢量的基本矢量作用时间，具体内容为
7.根据权利要求6所述的一种基于移相空间矢量调制方法的H桥级联多电平逆变器，其特征在于，S5所述的分配合成参考矢量的基本矢量的切换路径，采用七段调制方法，具体内容为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器，其特征在于：包括逆变器本体和控制器；所述控制器用于向逆变器本体中的开关管发送pwm信号；所述逆变器本体由a、b、c三相组成，每一相由n个h桥级联而成；
2.根据权利要求1所述的一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器，其特征在于，所述调制方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器，其特征在于，s1所述的将α-β坐标系转换为p-q坐标系，其具体内容如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于移相空间矢量调制方法的h桥级联多电平逆变器，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱能飞，散齐国，王书华，胥千鑫，黄小军，陈剑，黄卉，周志文，吴肇来，袁长征，胡雷鸣，洪福文，丁岳平，赵子明，易伟豪，郑睿，郑沿，魏丽丽，陈灶，
申请(专利权)人：江西洪屏抽水蓄能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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