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专利号: 2018103013660
申请人: 南昌工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于α'-β'坐标系实施控制的星形级联逆变器,其特征在于,星形连接级联H桥逆变器的三相呈星形连接,且每相均由2n个H桥级联;每一个H桥包括4个IGBT;

所述α'-β'坐标系中,基本矢量的表达式为:

α'和β'分别表示α'-β'坐标系中基本矢量对应的坐标值;a,b,c分别表示开关状态矢量(a,b,c)的三个分量;

采用基于α'-β'坐标的星形级联逆变器空间矢量调制方法对星形连接级联H桥逆变器实施控制;

所述的星形连接方式下2n个H桥级联的多电平逆变器输出相电压空间矢量轨迹模型为:式中,αpr'和βpr'分别表示α'-β'坐标系中被控星形连接方式逆变器参考电压矢量的坐标值,m表示第一相电压调制系数;

所述的星形连接方式下2n个H桥级联的多电平逆变器中,每一相由2n个H桥级联;且三相星形连接;

为了实现对在所述星形连接方式下2n个H桥级联的多电平逆变器进行空间矢量调制,在α'-β'坐标系下,构造星形连接方式下n个H桥级联的多电平逆变器输出相电压空间矢量轨迹模型为:式中,αp'r'和βp'r'分别表示α'-β'坐标系中n个H桥级联的逆变器相电压参考矢量的坐标值,m'表示第二相电压调制系数,由于0<m'≤1,因此所述的星形连接方式下n个H桥级联的多电平逆变器中,每一相由n个H桥级联;且三相星形连接;

对“被构造的n个H桥级联的多电平逆变器输出相电压空间矢量轨迹模型”进行采样,并计算合成参考矢量的等效基本矢量,从而实施对被控的2n个H桥级联的逆变器的矢量调制。

2.根据权利要求1所述的基于α'-β'坐标系实施控制的星形级联逆变器,其特征在于,对被构造的星形连接n个H桥级联的多电平逆变器输出参考电压空间矢量轨迹模型进行采样,计算最靠近采样参考矢量Vr(αp'r',βp'r')的三个基本矢量,并把这三个基本矢量作为等效基本矢量,利用伏秒平衡原理计算合成采样参考矢量的等效基本矢量作用时间,直接利用基本矢量作为星形连接级联H桥逆变器各相的控制信号;

其中,Vr(αpr',βpr')中的Vr表示参考矢量名,(αpr',βpr')表示参考矢量的坐标。

3.根据权利要求2所述的基于α'-β'坐标系实施控制的星形级联逆变器,其特征在于,计算最靠近采样参考矢量的基本矢量的方法为:分别对参考电压矢量Vr的坐标分量进行取整得基本矢量V0(α0',β0'),其中:α0'=floor(αr'),β0'=floor(βr');floor(*)为向下取整函数;

基本矢量包括V0(α0',β0')、V1(α0'+1,β0')、V2(α0',β0'+1),V3(α0'+1,β0'+1);

第一种情况:当(αr'-α0')+(βr'-β0')≤1时,用基本矢量V0、V1、V2分时制合成参考电压矢量Vr;

第二种情况:当(αr'-α0')+(βr'-β0')>1时,用基本矢量V3、V1、V2分时制合成参考电压矢量Vr。

4.根据权利要求3所述的基于α'-β'坐标系实施控制的星形级联逆变器,其特征在于,第一种情况,当利用V0、V1、V2分时制合成参考电压矢量Vr时:(1)在基本矢量V0作用时间段,即用-β0'、α0'+β0'、-α0'分别作为被控星形连接逆变器A相、B相、C相的控制信号;

(2)在基本矢量V1作用时间段,即用-β0'、α0'+β0'+1、-(α0'+1)分别作为被控星形连接逆变器A相、B相、C相的控制信号;

(3)在基本矢量V2作用时间段,即用-(β0'+1)、α0'+β0'+1、-α0'分别作为被控星形连接逆变器A相、B相、C相的控制信号。

第二种情况,当利用V3、V1、V2分时制合成参考电压矢量Vr时:

(1)在基本矢量V3作用时间段,即用-(β0'+1)、α0'+β0'+2、-(α0'+1)分别作为被控星形连接逆变器A相、B相、C相的控制信号;

(2)在基本矢量V1作用时间段,即用-β0'、α0'+β0'+1、-(α0'+1)分别作为被控星形连接逆变器A相、B相、C相的控制信号;

(3)在基本矢量V2作用时间段,即用-(β0'+1)、α0'+β0'+1、-α0'分别作为被控星形连接逆变器A相、B相、C相的控制信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于α'-β'坐标系实施控制的星形级联逆变器,其特征在于,n=3~100。

6.根据权利要求1-4任一项所述的基于α'-β'坐标系实施控制的星形级联逆变器,其特征在于,n=3。