CN103762876B - 一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法，应用于三电平逆变器控制系统，该方法包括：获取所述三电平逆变器控制系统中预存储的电压瞬时值，其中所述电压瞬时值为三电平逆变器期望输出的三相正弦交流电压的瞬时值；确定所述电压瞬时值对应的瞬时空间矢量；确定所述瞬时空间矢量在所述三电平逆变器的空间矢量图中所处的小扇区；获取所述小扇区的三个基本空间矢量；计算所述三个基本空间矢量的作用时间；采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序，从而更大程度的减少所述三电平逆变器的开关次数、降低开关损耗。

Description

一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法。

背景技术

三相二极管钳位型三电平逆变器（以下简称“三电平逆变器”）是为了克服传统的两电平逆变器面临的功率开关管应力过高的问题而提出的一种新型逆变器。

对于所述三电平逆变器，最为常用的脉宽调制方法即为三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其原理为：将所述三电平逆变器输出的三相正弦交流电压用一个旋转的空间矢量表示，则该空间矢量的瞬时值即为所述三相正弦交流电压的瞬时值；将该空间矢量的旋转空间（即所述三电平逆变器的空间矢量图）划分为多个小扇区，则旋转至任一小扇区的该空间矢量的瞬时值（以下简称“瞬时空间矢量”）均可由位于该小扇区边界的三个位置特定的空间矢量（一般称为该小扇区的三个基本空间矢量）合成得到，从而通过控制参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用时间也就控制了该瞬时空间矢量的模长和方向。

在所述三电平电压空间矢量脉宽调制方法中，一个基本空间矢量分别对应所述三电平逆变器的1～3种开关状态，为降低开关损耗，需要合理安排参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用顺序。

现有技术采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的开关状态每变化一次仅引起某一相开关状态改变的方式，来确定参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用顺序，从而使得三电平逆变器的开关状态在一个脉宽调制周期内仅变化6次，在一定程度上降低了开关损耗，但是损耗率仍然较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法，以实现采用在一个脉宽调制周期内，保持三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，来确定参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用顺序，从而更大程度的减少所述三电平逆变器的开关次数、降低开关损耗。

一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法，应用于三电平逆变器控制系统，所述方法包括：

获取所述三电平逆变器控制系统中预存储的电压瞬时值，其中所述电压瞬时值为三电平逆变器期望输出的三相正弦交流电压的瞬时值；

确定所述电压瞬时值对应的瞬时空间矢量；

确定所述瞬时空间矢量在所述三电平逆变器的空间矢量图中所处的小扇区；

获取所述小扇区的三个基本空间矢量；

计算所述三个基本空间矢量的作用时间；

采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。

其中，所述采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序，包括：

依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态；

采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三种开关状态每变化一次仅引起所述三电平逆变器的某一相开关状态改变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序；

定义所述三电平逆变器的开关状态为（S_AS_BS_C），S_A、S_B、S_C分别为所述三电平逆变器的A、B、C三相桥臂的三态开关变量；定义S_X＝－1表示所述三电平逆变器的X相桥臂的输出端接电源负端、定义S_X＝0表示所述X相桥臂的输出端接直流侧中性点、定义S_X＝1表示所述X相桥臂的输出端接电源正端，其中X的值分别为A、B或C。

其中，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若小扇区D13对应的条件1满足，选择（1－1－1）、（10－1）和（100），即剔除出（1－1－1）这一冗余开关状态；若小扇区D13对应的条件1不满足，选择（0－1－1）、（1－1－1）和（10－1），即剔除出（100）这一冗余开关状态；

若小扇区D7对应的条件1和条件2都满足，选择（00－1）、（10－1）和（100）；若小扇区D7对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（0－1－1）、（00－1）和（10－1）；若小扇区D7对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（10－1）、（100）和（110）；若小扇区D7对应的条件1和条件2都不满足，则选择（0－1－1）、（10－1）和（110）；

若小扇区D14对应的条件2满足，选择（00－1）、（10－1）和（11－1）；若小扇区D14对应的条件2不满足，选择（10－1）（11－1）和（110）；

若小扇区D1对应的条件1和条件2都满足，选择（00－1）、（000）和（100）；若小扇区D1对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（0－1－1）、（00－1）和（000）；若小扇区D1对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（000）、（100）和（110）；若小扇区D1对应的条件1和条件2都不满足，则选择（0－1－1）、（000）和（110）。

其中，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若小扇区D15对应的条件2满足，选择（00－1）、（01－1）和（11－1）；若小扇区D15对应的条件2不满足，选择（01－1）、（11－1）和（110）；

若小扇区D8对应的条件2和条件3都满足，选择（00－1）、（01－1）和（010）；若小扇区D8对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（01－1）、（010）和（110）；若小扇区D8对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（－10－1）、（00－1）和（01－1）；若小扇区D8对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－10－1）、（01－1）和（110）；

若小扇区D16对应的条件3满足，选择（－11－1）、（01－1）和（010）；若小扇区D16对应的条件3不满足，选择（－10－1）（－11－1）和（01－1）；

若小扇区D2对应的条件2和条件3都满足，选择（00－1）、（000）和（010）；若小扇区D2对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（000）、（010）和（110）；若小扇区D2对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（－10－1）、（00－1）和（000）；若小扇区D2对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－10－1）、（000）和（110）。

其中，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若小扇区D17对应的条件3满足，选择（－11－1）、（－110）和（010）；若小扇区D17对应的条件3不满足，选择（－10－1）、（－11－1）和（01－1）；

若小扇区D9对应的条件3和条件1都满足，选择（－100）、（－110）和（010）；若小扇区D9对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（－10－1）、（－100）和（－110）；若小扇区D9对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（－110）、（010）和（011）；若小扇区D9对应的条件3和条件1都不满足，则选择（－10－1）、（－110）和（011）；

若小扇区D18对应的条件1满足，选择（－100）、（－110）和（－111）；若小扇区D18对应的条件1不满足，选择（－110）（－111）和（011）；

若小扇区D3对应的条件3和条件1都满足，选择（－100）、（000）和（010）；若小扇区D3对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（－10－1）、（－100）和（000）；若小扇区D3对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（000）、（010）和（011）；若小扇区D3对应的条件3和条件1都不满足，则选择（－10－1）、（000）和（011）。

其中，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若小扇区D19对应的条件1满足，选择（－100）、（－101）和（－111）；若小扇区D19对应的条件1不满足，选择（－101）、（－111）和（011）；

若小扇区D10对应的条件1和条件2都满足，选择（－100）、（－101）和（001）；若小扇区D10对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（－101）、（001）和（011）；若小扇区D10对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（－1－10）、（－100）和（－101）；若小扇区D10对应的条件1和条件2都不满足，则选择（－1－10）、（－101）和（011）；

若小扇区D20对应的条件2满足，选择（－1－11）、（－101）和（001）；若小扇区D20对应的条件2不满足，选择（－1－10）（－1－11）和（－101）；

若小扇区D4对应的条件1和条件2都满足，选择（－100）、（000）和（001）；若小扇区D4对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（000）、（001）和（011）；若小扇区D4对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（－1－10）、（－100）和（000）；若小扇区D4对应的条件1和条件2都不满足，则选择（－1－10）、（000）和（011）。

其中，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若小扇区D21对应的条件2满足，选择（－1－11）、（0－11）和（001）；若小扇区D21对应的条件2不满足，选择（－1－10）、（－1－11）和（0－11）；

若小扇区D11对应的条件2和条件3都满足，选择（0－10）、（0－11）和（001）；若小扇区D11对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（－1－10）、（0－10）和（0－11）；若小扇区D11对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（0－11）、（001）和（101）；若小扇区D11对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－1－10）、（0－11）和（101）；

若小扇区D22对应的条件3满足，选择（0－10）、（0－11）和（1－11）；若小扇区D22对应的条件3不满足，选择（0－11）（1－11）和（101）；

若小扇区D5对应的条件2和条件3都满足，选择（0－10）、（000）和（001）；若小扇区D5对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（－1－10）、（0－10）和（000）；若小扇区D5对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（000）、（001）和（101）；若小扇区D5对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－1－10）、（000）和（101）。

其中，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若小扇区D23对应的条件3满足，选择（0－10）、（1－10）和（1－11）；若小扇区D23对应的条件3不满足，选择（1－10）、（1－11）和（101）；

若小扇区D12对应的条件3和条件1都满足，选择（0－10）、（1－10）和（100）；若小扇区D12对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（1－10）、（100）和（101）；若小扇区D12对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（0－1－1）、（0－10）和（1－10）；若小扇区D12对应的条件3和条件1都不满足，则选择（0－1－1）、（1－10）和（101）；

若小扇区D24对应的条件1满足，选择（1－11）、（1－10）和（100）；若小扇区D24对应的条件1不满足，选择（0－1－1）（1－1－1）和（1－10）；

若小扇区D6对应的条件3和条件1都满足，选择（0－10）、（000）和（100）；若小扇区D6对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（000）、（100）和（101）；若小扇区D6对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（0－1－1）、（0－10）和（000）；若小扇区D6对应的条件3和条件1都不满足，则选择（0－1－1）、（000）和（101）。

其中，上述条件1均指代V_dc2＞V_dc1且i_a＜0，上述条件2均指代V_dc2＞V_dc1且i_c＜0，上述条件3均指代V_dc2＞V_dc1且i_b＜0；其中，V_dc1为第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为第二直流母线电容两端的电压差，所述第一直流母线电容连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间，所述第二直流母线电容连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间；i_a、i_b和i_c均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，i_a、i_b、i_c的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的A、B、C相桥臂的输出端流向负载的方向；上述小扇区D1-D24依次指代在所述三电平逆变器的空间矢量图中划分出的第1-24小扇区。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例在计算出参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用时间后，基于在一个脉宽调制周期内，保证所述三电平逆变器的某一相开关状态始终维持不变的原则，来确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。由于按照此方式可以剔除所述三个基本空间矢量对应的冗余开关状态，使得一个基本空间矢量仅唯一对应一种开关状态，因此按照此方式确定得到的所述三个基本空间矢量的作用顺序仅为三种开关状态的变化顺序，此时在一个脉宽调制周期内，所述三电平逆变器的开关状态仅变化4次，相较于现有技术，本发明实施例更大程度的减少了所述三电平逆变器的开关次数、降低了开关损耗。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种三电平逆变器的拓扑结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种三电平逆变器的空间矢量图；

图4为本发明实施例公开的一种处于小扇区D13中的瞬时空间矢量示意图；

图5为本发明实施例公开的一种确定三个基本空间矢量的作用顺序方法流程图；

图6a-6b为小扇区D13对应的三个基本空间矢量的作用顺序和作用时间示意图；

图7a为现有技术公开的一种三电平逆变器的A相输出电压、电流实验波形；

图7b为本发明实施例公开的一种三电平逆变器的A相输出电压、电流实验波形。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例公开了一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法，应用于三电平逆变器控制系统，以实现采用在一个脉宽调制周期内，保持三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，来确定参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用顺序，从而更大程度的减少所述三电平逆变器的开关次数、降低开关损耗，该方法包括：

步骤100：获取所述三电平逆变器控制系统中预存储的电压瞬时值，其中所述电压瞬时值为所述三电平逆变器期望输出的三相正弦交流电压的瞬时值；

步骤200：确定所述电压瞬时值对应的瞬时空间矢量；

步骤300：确定所述瞬时空间矢量在所述三电平逆变器的空间矢量图中所处的小扇区；

步骤400：获取所述小扇区的三个基本空间矢量；

步骤500：计算所述三个基本空间矢量的作用时间；

步骤600：采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。

下面，本实施例分别针对上述步骤100-600的具体内容进行详细的解释说明：

1）关于步骤100

现有的三电平逆变器控制系统用于对所述三电平逆变器输出的三相正弦交流电压的瞬时值进行闭环控制，其中预存储有所述三电平逆变器期望输出的三相正弦交流电压的瞬时值，因此可直接从该现有的三电平逆变器控制系统获取得到所述电压瞬时值。

2）关于步骤200

瞬时空间矢量存在于两相αβ坐标系，电压瞬时值存在于三相ABC坐标系，将所述三相ABC坐标系内的电压瞬时值转换到所述两相αβ坐标系内的过程称为Clark变换；

此时，基于Clark变换原理，即可得到用于将步骤100中所述的电压瞬时值变换为对应的瞬时空间矢量的变换公式，该变换公式如下：

$\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{\α}}\\ v_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{2}{\sqrt{3}}& \frac{1}{\sqrt{3}}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{AN}}\\ v_{\mathrm{BN}}\end{array}\right],$

式中，v_α和v_β分别为所述瞬时空间矢量在所述两相αβ坐标系的α、β两相轴线上的投影，v_AN、v_BN分别为所述电压瞬时值的A、B相电压。

由此可知，根据获得的所述电压瞬时值的A相电压v_AN和B相电压v_BN，即可确定与之对应的瞬时空间矢量。

3）关于步骤300

首先，参见图2示出的所述三电平逆变器的拓扑结构，所述三电平逆变器具有A、B、C三相桥臂；其中，A相桥臂由功率开关元器件S1-S4、续流二极管D1-D4和钳位二极管D5-D6组成，B相桥臂由功率开关元器件S5-S8、续流二极管D7-D10和钳位二极管D11-D12组成，C相桥臂由功率开关元器件S9-S12、续流二极管D13-D16和钳位二极管D17-D18组成；

在图2中，U_dc为直流输入电压，Q点为电源负端，P点为电源正端，O点为直流侧中性点，N点为交流侧中性点，A、B、C三点依次为A、B、C三相桥臂的输出端，电容C1-C2为两个直流母线电容（电容C1为连接于P点与O点之间的第一直流母线电容、电容C2为连接于Q点与O点之间的第一直流母线电容），L为滤波电容，R为负载。

进而，通过分析所述三电平逆变器的电路拓扑，可知所述三电平逆变器的每相桥臂均具有三种开关状态，则所述三电平逆变器共有3³＝27种开关状态，具体推导过程如下：

在本实施例中，定义所述三电平逆变器的开关状态为（S_AS_BS_C），S_A、S_B、S_C分别为所述三电平逆变器的A、B、C三相桥臂的三态开关变量。其中，为便于描述，用S_X表示所述三电平逆变器的X相桥臂的三态开关变量（其中X的值分别为A、B或C），并分别定义S_X＝－1表示所述三电平逆变器的X相桥臂的输出端接电源负端Q、S_X＝0表示所述X相桥臂的输出端接直流侧中性点O、S_X＝1表示所述X相桥臂的输出端接电源正端P；

对应S_X的不同赋值，可得到如下示出的所述三电平逆变器的27项三相正弦交流电压的瞬时值：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{AO}}=\frac{S_A}{2}{U}_{\mathrm{dc}}\\ U_{\mathrm{BO}}=\frac{S_B}{2}{U}_{\mathrm{dc}}\\ U_{\mathrm{CO}}=\frac{S_C}{2}{U}_{\mathrm{dc}}\end{array}\right.,$

式中，U_AO、U_BO和U_CO分别为所述三电平逆变器的A相、B相和C相输出电压，S_A∈﹛－1，0，1﹜，S_B∈﹛－1，0，1﹜，S_C∈﹛－1，0，1﹜；

以A相桥臂为例，当S1和S2关断且S3和S4导通时，A点接到Q点，此时U_AO＝U_QO＝－U_dc/2，S_A＝－1；当S1和S4关断且S2和S3导通时，A点接到O点，此时U_AO＝0，S_A＝0；当S2和S3关断且S1和S4导通时，A点接到P点，此时U_AO＝U_PO＝U_dc/2，S_A＝1；

由此可知，所述三电平逆变器共具有27种开关状态，通过改变功率开关元器件S1-S12的通断状态，即可控制所述三电平逆变器输出相应的具有特定相位角及其特定幅值的三相正弦交流电压的瞬时值。

最后，将所述三电平逆变器的27种开关状态各自对应的瞬时空间矢量（即所述具有特定相位角及其特定幅值的三相正弦交流电压的瞬时值对应的瞬时空间矢量）在两相αβ坐标系中进行表示，得到如图3所示的所述三电平逆变器的空间矢量图；

在这27组开关状态中，由于（－1－1－1）、（000）和（111）对应的瞬时空间矢量均为零矢量，（110）和（00－1）对应同一瞬时空间矢量，（100）和（0－1－1）对应同一瞬时空间矢量，（101）和（0－10）对应同一瞬时空间矢量，（001）和（－1－10）对应同一瞬时空间矢量，（011）和（－100）对应同一瞬时空间矢量，（010）和（－10－1）对应同一瞬时空间矢量，因此这27种开关状态共对应19个特定的瞬时空间矢量，这19个特定的瞬时空间矢量称为所述三电平逆变器的基本空间矢量；

根据空间矢量幅值的大小，可将这19个基本空间矢量划分为四大类：1个零矢量、6个幅值为U_dc/3的短矢量、6个幅值为的中矢量以及6个幅值为2U_dc/3的长矢量，其具体分类情况如表1.1所示；

表1.1矢量类型-矢量幅值-开关状态对应关系表

其中，仍参见图3，利用6个大矢量将图3示出的空间矢量图等分为6个大扇区，得到以α轴为起点，沿逆时针方向依次分布的大扇区Ⅰ-Ⅵ；再将每个大扇区等分为4个小扇区，则最终划分得到的第1-24小扇区（为便于描述，依次记为小扇区D1-D24）包括：以α轴为起点，沿逆时针方向依次分布的6个内部的小扇区D1-D6（每个内部的小扇区以1个零矢量的终点以及2个短矢量的终点作为边界点）、6个中部的小扇区D7-D12（每个中部的小扇区以1个中矢量的终点以及2个短矢量的终点作为边界点），以及12个外部的小扇区D13-D24（每个外部的小扇区以1个短矢量的终点、1个中矢量的终点以及1个长矢量的终点作为边界点）；

换句话说，大扇区Ⅰ包括小扇区D13、小扇区D7、小扇区D14和小扇区D1，大扇区Ⅱ包括小扇区D15、小扇区D8、小扇区D16和小扇区D2，大扇区Ⅲ包括小扇区D17、小扇区D9、小扇区D18和小扇区D3，大扇区Ⅳ包括小扇区D19、小扇区D10、小扇区D20和小扇区D4，大扇区Ⅴ包括小扇区D21、小扇区D11、小扇区D22和小扇区D6，大扇区Ⅵ包括小扇区D23、小扇区D12、小扇区D24和小扇区D6；

至此，已成功将所述三电平逆变器的空间矢量图划分成了24个小扇区，并规定了每一个小扇区在所述空间矢量图中的所属位置。此时，根据步骤200确定的所述瞬时空间矢量在所述两相αβ坐标系（即所述空间矢量图）中的位置，即可确定所述瞬时空间矢量在所述空间矢量图中所处的小扇区。

4）关于步骤400

在确定所述小扇区后，即可确定存在于该小扇区边界的三个基本空间矢量。

5）关于步骤500

处于任一小扇区的瞬时空间矢量均可由该小扇区边界的三个基本空间矢量合成得到，从而通过控制参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用时间，即可令所述三电平逆变器输出期望的瞬时空间矢量，该期望的瞬时空间矢量可以是具有任意相位角及任意幅值的三相电压瞬时值。

其中，确定所述参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用时间的过程，具体如下：

参见图4，假设在步骤300中确定得到所述三电平逆变器输出期望的瞬时空间矢量处于大扇区Ⅰ中的小扇区D13，其中，用V_ref表示该瞬时空间矢量，用短矢量V₁、长矢量V₂、中矢量V₃分别表示小扇区D13的三个基本空间矢量，则利用伏秒原理即可求解得到V₁、V₂和V₃的作用时间，具体求解公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{ref}}{T}_s=V_1{t}_a+V_2{t}_b+V_3{t}_c\\ T_s=t_a+t_b+t_c\end{array}\right.$

式中，T_s表示所述三电平逆变器的脉宽调制周期，t_a、t_b、t_c分别表示V₁、V₂、V₃的作用时间。

6）关于步骤600

由于所述三电平逆变器的19个基本空间矢量共对应所述三电平逆变器的27种开关状态，其中一个基本空间矢量分别对应所述三电平逆变器的1～3种开关状态，因此在确定参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用时间后，一般还需要采用特定的调制方式来确定这三个基本空间矢量的作用顺序，从而减少所述三电平逆变器的开关次数、降低开关损耗。确定这三个基本空间矢量的作用顺序的过程，即为确定这三个基本空间矢量分别对应的所述三电平逆变器的开关状态的变化顺序的过程；一个基本空间矢量的作用时间即为与该基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态的保持时间。

首先介绍一下现有的三电平电压空间矢量脉宽调制方法是如何来确定所述三个基本空间矢量的作用顺序的，具体如下：

现有技术采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的开关状态变化每一次仅引起某一相开关状态改变的调制方式，来确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。参见图4，仍以所述三电平逆变器输出期望的瞬时空间矢量处于小扇区D13进行举例说明，其中，V₁对应的开关状态包括（100）和（0－1－1），V₂对应的开关状态为（1－1－1），V₃对应的开关状态为（10－1），则基于现有的调制方式确定的各开关状态的作用顺序如下：

（100）-（10－1）-（1－1－1）-（0－1－1）-（1－1－1）-（10－1）-（100），

此时，所述三电平逆变器的开关状态在一个脉宽调制周期内仅变化6次，开关损耗较小。

相较于现有技术，本发明实施例则是采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的调制方式，来确定所述三个基本空间矢量的作用顺序，此时所述三电平逆变器的开关状态在一个脉宽调制周期内仅变化4次，因此相较于现有技术，本发明可更大程度的降低开关损耗。所述步骤600即为本发明的发明点，下面针对所述步骤600进行详细介绍：

参见图5，所述步骤600主要包括：

步骤601：依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，即，剔除出所述三个基本空间矢量对应的冗余开关状态。

步骤602：采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三种开关状态每变化一次仅引起所述三电平逆变器的某一相开关状态改变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。

其中，根据步骤200确定的小扇区的不同，依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，得到的用于选择出所述三种开关状态的选择条件也有所不同，下面分别针对大扇区Ⅰ-Ⅵ中包含的4个小扇区进行说明（为便于描述，参见图2，定义直流母线电容C1、C2两端的电压分别为V_dc1、V_dc2，定义交流侧输出电流分别为i_a、i_b、i_c，其中以电流从A相桥臂的输出端A流向负载的方向作为i_a的正方向（i_a又称为所述三电平逆变器的A相输出电流）、以电流从B相桥臂的输出端B流向负载的方向作为i_b的正方向、以电流从C相桥臂的输出端C流向负载的方向作为i_c的正方向；并定义“条件1”为“V_dc2＞V_dc1且i_a＜0”、“条件2”为“V_dc2＞V_dc1且i_c＜0”、“条件3”为“V_dc2＞V_dc1且i_b＜0”）：

Ⅰ、关于大扇区Ⅰ中包含的小扇区D13、小扇区D7、小扇区D14和小扇区D1：

若小扇区D13对应的条件1满足，选择（1－1－1）、（10－1）和（100）；若小扇区D13对应的条件1不满足，选择（1－1－1）、（10－1）和（0－1－1）；

若小扇区D7对应的条件1和条件2都满足，选择（00－1）、（10－1）和（100）；若小扇区D7对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（0－1－1）、（00－1）和（10－1）；若小扇区D7对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（10－1）、（100）和（110）；若小扇区D7对应的条件1和条件2都不满足，则选择（0－1－1）、（10－1）和（110）；

若小扇区D14对应的条件2满足，选择（00－1）、（10－1）和（11－1）；若小扇区D14对应的条件2不满足，选择（10－1）（11－1）和（110）；

若小扇区D1对应的条件1和条件2都满足，选择（00－1）、（000）和（100）；若小扇区D1对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（0－1－1）、（00－1）和（000）；若小扇区D1对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（000）、（100）和（110）；若小扇区D1对应的条件1和条件2都不满足，则选择（0－1－1）、（000）和（110）。

Ⅱ、关于大扇区Ⅱ中包含的小扇区D15、小扇区D8、小扇区D16和小扇区D2：

若小扇区D15对应的条件2满足，选择（00－1）、（01－1）和（11－1）；若小扇区D15对应的条件2不满足，选择（01－1）、（11－1）和（110）；

若小扇区D8对应的条件2和条件3都满足，选择（00－1）、（01－1）和（010）；若小扇区D8对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（01－1）、（010）和（110）；若小扇区D8对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（－10－1）、（00－1）和（01－1）；若小扇区D8对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－10－1）、（01－1）和（110）；

若小扇区D16对应的条件3满足，选择（－11－1）、（01－1）和（010）；若小扇区D16对应的条件3不满足，选择（－10－1）（－11－1）和（01－1）；

若小扇区D2对应的条件2和条件3都满足，选择（00－1）、（000）和（010）；若小扇区D2对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（000）、（010）和（110）；若小扇区D2对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（－10－1）、（00－1）和（000）；若小扇区D2对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－10－1）、（000）和（110）；

Ⅲ、关于大扇区Ⅲ中包含的小扇区D17、小扇区D9、小扇区D18和小扇区D3：

若小扇区D17对应的条件3满足，选择（－11－1）、（－110）和（010）；若小扇区D17对应的条件3不满足，选择（－10－1）、（－11－1）和（01－1）；

若小扇区D9对应的条件3和条件1都满足，选择（－100）、（－110）和（010）；若小扇区D9对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（－10－1）、（－100）和（－110）；若小扇区D9对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（－110）、（010）和（011）；若小扇区D9对应的条件3和条件1都不满足，则选择（－10－1）、（－110）和（011）；

若小扇区D18对应的条件1满足，选择（－100）、（－110）和（－111）；若小扇区D18对应的条件1不满足，选择（－110）（－111）和（011）；

若小扇区D3对应的条件3和条件1都满足，选择（－100）、（000）和（010）；若小扇区D3对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（－10－1）、（－100）和（000）；若小扇区D3对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（000）、（010）和（011）；若小扇区D3对应的条件3和条件1都不满足，则选择（－10－1）、（000）和（011）；

Ⅳ、关于大扇区Ⅳ中包含的小扇区D19、小扇区D10、小扇区D20和小扇区D4：

若小扇区D19对应的条件1满足，选择（－100）、（－101）和（－111）；若小扇区D19对应的条件1不满足，选择（－101）、（－111）和（011）；

若小扇区D10对应的条件1和条件2都满足，选择（－100）、（－101）和（001）；若小扇区D10对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（－101）、（001）和（011）；若小扇区D10对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（－1－10）、（－100）和（－101）；若小扇区D10对应的条件1和条件2都不满足，则选择（－1－10）、（－101）和（011）；

若小扇区D20对应的条件2满足，选择（－1－11）、（－101）和（001）；若小扇区D20对应的条件2不满足，选择（－1－10）（－1－11）和（－101）；

若小扇区D4对应的条件1和条件2都满足，选择（－100）、（000）和（001）；若小扇区D4对应的条件1不满足、条件2满足，则选择（000）、（001）和（011）；若小扇区D4对应的条件1满足、条件2不满足，则选择（－1－10）、（－100）和（000）；若小扇区D4对应的条件1和条件2都不满足，则选择（－1－10）、（000）和（011）；

Ⅴ、关于大扇区Ⅴ中包含的小扇区D21、小扇区D11、小扇区D22和小扇区D6：

若小扇区D21对应的条件2满足，选择（－1－11）、（0－11）和（001）；若小扇区D21对应的条件2不满足，选择（－1－10）、（－1－11）和（0－11）；

若小扇区D11对应的条件2和条件3都满足，选择（0－10）、（0－11）和（001）；若小扇区D11对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（－1－10）、（0－10）和（0－11）；若小扇区D11对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（0－11）、（001）和（101）；若小扇区D11对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－1－10）、（0－11）和（101）；

若小扇区D22对应的条件3满足，选择（0－10）、（0－11）和（1－11）；若小扇区D22对应的条件3不满足，选择（0－11）（1－11）和（101）；

若小扇区D5对应的条件2和条件3都满足，选择（0－10）、（000）和（001）；若小扇区D5对应的条件2不满足、条件3满足，则选择（－1－10）、（0－10）和（000）；若小扇区D5对应的条件2满足、条件3不满足，则选择（000）、（001）和（101）；若小扇区D5对应的条件2和条件3都不满足，则选择（－1－10）、（000）和（101）；

Ⅵ、关于大扇区Ⅵ中包含的小扇区D23、小扇区D12、小扇区D24和小扇区D6：

若小扇区D23对应的条件3满足，选择（0－10）、（1－10）和（1－11）；若小扇区D23对应的条件3不满足，选择（1－10）、（1－11）和（101）；

若小扇区D12对应的条件3和条件1都满足，选择（0－10）、（1－10）和（100）；若小扇区D12对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（1－10）、（100）和（101）；若小扇区D12对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（0－1－1）、（0－10）和（1－10）；若小扇区D12对应的条件3和条件1都不满足，则选择（0－1－1）、（1－10）和（101）；

若小扇区D24对应的条件1满足，选择（1－11）、（1－10）和（100）；若小扇区D24对应的条件1不满足，选择（0－1－1）（1－1－1）和（1－10）；

若小扇区D6对应的条件3和条件1都满足，选择（0－10）、（000）和（100）；若小扇区D6对应的条件3不满足、条件1满足，则选择（000）、（100）和（101）；若小扇区D6对应的条件3满足、条件1不满足，则选择（0－1－1）、（0－10）和（000）；若小扇区D6对应的条件3和条件1都不满足，则选择（0－1－1）、（000）和（101）。

进而，依据步骤602，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序（即选择出的所述三种开关状态的变化顺序），则大扇区Ⅰ-Ⅵ中的4个小扇区对应的所述三个基本空间矢量的作用顺序分别如表2.1-2.6所示，由表2.1-2.6可以看出，所述三电平逆变器的开关状态在一个脉宽调制周期内仅变化4次，减少了所述三电平逆变器的开关次数、进一步降低了所述三电平逆变器的开关损耗。

表2.1－大扇区Ⅰ中的各个小扇区对应的三个基本空间矢量的作用顺序

表2.2－大扇区Ⅱ中的各个小扇区对应的三个基本空间矢量的作用顺序

表2.3－大扇区Ⅲ中的各个小扇区对应的三个基本空间矢量的作用顺序

表2.4－大扇区Ⅳ中的各个小扇区对应的三个基本空间矢量的作用顺序

表2.5－大扇区Ⅴ中的各个小扇区对应的三个基本空间矢量的作用顺序

表2.6－大扇区Ⅵ中的各个小扇区对应的三个基本空间矢量的作用顺序

由于一个基本空间矢量的作用时间即为与该基本空间矢量相对应的三电平逆变器的开关状态的保持时间，则以大扇区Ⅰ中的小扇区D13为例，参见图6a-6b，小扇区D13对应的三个基本空间矢量的作用顺序和作用时间如下：

当小扇区D13对应的条件1满足时，（1－1－1）、（10－1）和（100）对应的保持时间依次为t_b、t_c和t_a，按照（1－1－1）-（10－1）-（100）-（10－1）-（1－1－1）顺序变化的各开关状态的保持时间依次为t_b/2、t_c/2、t_a、t_c/2、t_b/2（参见图6a）；

当小扇区D13对应的条件1不满足时，选择（0－1－1）、（1－1－1）和（10－1）对应的保持时间依次为t_a、t_b和t_c，按照（0－1－1）-（1－1－1）-（10－1）-（1－1－1）-（0－1－1）顺序变化的各开关状态的保持时间依次为t_a/2、t_b/2、t_c、t_b/2、t_a/2（参见图6b）。

在三电平逆变器实验平台上，分别选择滤波电感L＝1mH、负载R＝26.5Ω、三电平PWM（PulseWidthModulation，脉宽调制）开关频率为20kHz、直流母线电压为150V、调制度为0.85，则采用现有的三电平电压空间矢量脉宽调制方法得到的A相输出电压U_AO实验波形及其A相输出电流i_a实验波形如图7a所示，采用本发明所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法得到的A相输出电压U_AO实验波形及其A相输出电流i_a实验波形如图7b所示。

综上所述，

本发明实施例在计算出参与矢量合成的三个基本空间矢量的作用时间后，基于在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的原则，来确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。由于按照此方式可以剔除所述三个基本空间矢量对应的冗余开关状态，使得一个基本空间矢量仅唯一对应一种开关状态，因此按照此方式确定得到的所述三个基本空间矢量的作用顺序仅为3种开关状态的变化顺序，此时在一个脉宽调制周期内，所述三电平逆变器的开关状态仅变化4次，相较于现有技术，本发明实施例更大程度的减少了所述三电平逆变器的开关次数、降低了开关损耗。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，应用于三电平逆变器控制系统，所述方法包括：

获取所述三电平逆变器控制系统中预存储的电压瞬时值，其中所述电压瞬时值为三电平逆变器期望输出的三相正弦交流电压的瞬时值；

确定所述电压瞬时值对应的瞬时空间矢量；

确定所述瞬时空间矢量在所述三电平逆变器的空间矢量图中所处的小扇区，其中，所述空间矢量图被划分为6个大扇区，每个大扇区又被等分为4个小扇区；

获取所述小扇区的三个基本空间矢量；

计算所述三个基本空间矢量的作用时间；

采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序。

2.根据权利要求1所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三电平逆变器的某一相开关状态始终不变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序，包括：

依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态；

采用在一个脉宽调制周期内，保持所述三种开关状态每变化一次仅引起所述三电平逆变器的某一相开关状态改变的方式，确定所述三个基本空间矢量的作用顺序；

其中，定义所述三电平逆变器的开关状态为S_AS_BS_C，S_A、S_B、S_C分别为所述三电平逆变器的A、B、C三相桥臂的三态开关变量；定义S_X＝－1表示所述三电平逆变器的X相桥臂的输出端接电源负端、定义S_X＝0表示所述X相桥臂的输出端接直流侧中性点、定义S_X＝1表示所述X相桥臂的输出端接电源正端，其中X的值分别为A、B或C。

3.根据权利要求2所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若第13小扇区对应的条件1满足，选择1－1－1、10－1和100；若第13小扇区对应的条件1不满足，选择0－1－1、1－1－1和10－1；

若第7小扇区对应的条件1和条件2都满足，选择00－1、10－1和100；若第7小扇区对应的条件1不满足、条件2满足，则选择0－1－1、00－1和10－1；若第7小扇区对应的条件1满足、条件2不满足，则选择10－1、100和110；若第7小扇区对应的条件1和条件2都不满足，则选择0－1－1、10－1和110；

若第14小扇区对应的条件2满足，选择00－1、10－1和11－1；若第14小扇区对应的条件2不满足，选择10－1、11－1和110；

若第1小扇区对应的条件1和条件2都满足，选择00－1、000和100；若第1小扇区对应的条件1不满足、条件2满足，则选择0－1－1、00－1和000；若第1小扇区对应的条件1满足、条件2不满足，则选择000、100和110；若第1小扇区对应的条件1和条件2都不满足，则选择0－1－1、000和110；

其中，条件1为V_dc2＞V_dc1且i_a＜0，条件2为V_dc2＞V_dc1且i_c＜0；V_dc1为连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间的第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间的第二直流母线电容两端的电压差，i_a和i_c均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，定义i_a、i_c的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的A、C相桥臂的输出端流向负载的方向。

4.根据权利要求2所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若第15小扇区对应的条件2满足，选择00－1、01－1和11－1；若第15小扇区对应的条件2不满足，选择01－1、11－1和110；

若第8小扇区对应的条件2和条件3都满足，选择00－1、01－1和010；若第8小扇区对应的条件2不满足、条件3满足，则选择01－1、010和110；若第8小扇区对应的条件2满足、条件3不满足，则选择－10－1、00－1和01－1；若第8小扇区对应的条件2和条件3都不满足，则选择－10－1、01－1和110；

若第16小扇区对应的条件3满足，选择－11－1、01－1和010；若第16小扇区对应的条件3不满足，选择－10－1、－11－1和01－1；

若第2小扇区对应的条件2和条件3都满足，选择00－1、000和010；若第2小扇区对应的条件2不满足、条件3满足，则选择000、010和110；若第2小扇区对应的条件2满足、条件3不满足，则选择－10－1、00－1和000；若第2小扇区对应的条件2和条件3都不满足，则选择－10－1、000和110；

其中，条件2为V_dc2＞V_dc1且i_c＜0，条件3为V_dc2＞V_dc1且i_b＜0；V_dc1为连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间的第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间的第二直流母线电容两端的电压差，i_b和i_c均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，定义i_b、i_c的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的B、C相桥臂的输出端流向负载的方向。

5.根据权利要求2所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若第17小扇区对应的条件3满足，选择－11－1、－110和010；若第17小扇区对应的条件3不满足，选择－10－1、－11－1和01－1；

若第9小扇区对应的条件3和条件1都满足，选择－100、－110和010；若第9小扇区对应的条件3不满足、条件1满足，则选择－10－1、－100和－110；若第9小扇区对应的条件3满足、条件1不满足，则选择－110、010和011；若第9小扇区对应的条件3和条件1都不满足，则选择－10－1、－110和011；

若第18小扇区对应的条件1满足，选择－100、－110和－111；若第18小扇区对应的条件1不满足，选择－110、－111和011；

若第3小扇区对应的条件3和条件1都满足，选择－100、000和010；若第3小扇区对应的条件3不满足、条件1满足，则选择－10－1、－100和000；若第3小扇区对应的条件3满足、条件1不满足，则选择000、010和011；若第3小扇区对应的条件3和条件1都不满足，则选择－10－1、000和011；

其中，条件1为V_dc2＞V_dc1且i_a＜0，条件3为V_dc2＞V_dc1且i_b＜0；V_dc1为连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间的第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间的第二直流母线电容两端的电压差，i_a和i_b均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，i_a、i_b的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的A、B相桥臂的输出端流向负载的方向。

6.根据权利要求3所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若第19小扇区对应的条件1满足，选择－100、－101和－111；若第19小扇区对应的条件1不满足，选择－101、－111和011；

若第10小扇区对应的条件1和条件2都满足，选择－100、－101和001；若第10小扇区对应的条件1不满足、条件2满足，则选择－101、001和011；若第10小扇区对应的条件1满足、条件2不满足，则选择－1－10、－100和－101；若第10小扇区对应的条件1和条件2都不满足，则选择－1－10、－101和011；

若第20小扇区对应的条件2满足，选择－1－11、－101和001；若第10小扇区对应的条件2不满足，选择－1－10、－1－11和－101；

若第4小扇区对应的条件1和条件2都满足，选择－100、000和001；若第4小扇区对应的条件1不满足、条件2满足，则选择000、001和011；若第4小扇区对应的条件1满足、条件2不满足，则选择－1－10、－100和000；若第4小扇区对应的条件1和条件2都不满足，则选择－1－10、000和011；

其中，条件1为V_dc2＞V_dc1且i_a＜0，条件2为V_dc2＞V_dc1且i_c＜0；V_dc1为连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间的第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间的第二直流母线电容两端的电压差，i_a和i_c均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，i_a、i_c的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的A、C相桥臂的输出端流向负载的方向。

7.根据权利要求3所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若第21小扇区对应的条件2满足，选择－1－11、0－11和001；若第21小扇区对应的条件2不满足，选择－1－10、－1－11和0－11；

若第11小扇区对应的条件2和条件3都满足，选择0－10、0－11和001；若第11小扇区对应的条件2不满足、条件3满足，则选择－1－10、0－10和0－11；若第11小扇区对应的条件2满足、条件3不满足，则选择0－11、001和101；若第11小扇区对应的条件2和条件3都不满足，则选择－1－10、0－11和101；

若第22小扇区对应的条件3满足，选择0－10、0－11和1－11；若第22小扇区对应的条件3不满足，选择0－11、1－11和101；

若第5小扇区对应的条件2和条件3都满足，选择0－10、000和001；若第5小扇区对应的条件2不满足、条件3满足，则选择－1－10、0－10和000；若第5小扇区对应的条件2满足、条件3不满足，则选择000、001和101；若第5小扇区对应的条件2和条件3都不满足，则选择－1－10、000和101；

其中，条件2为V_dc2＞V_dc1且i_c＜0；条件3为V_dc2＞V_dc1且i_b＜0；V_dc1为连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间的第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间的第二直流母线电容两端的电压差，i_b和i_c均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，i_b、i_c的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的B、C相桥臂的输出端流向负载的方向。

8.根据权利要求3所述的三电平电压空间矢量脉宽调制方法，其特征在于，所述依据所述三电平逆变器中的两个直流母线电容两端的电压以及交流侧输出电流的流向，在与所述三个基本空间矢量相对应的所述三电平逆变器的开关状态中，选择与所述三个基本空间矢量一一对应的三种开关状态，包括：

若第23小扇区对应的条件3满足，选择0－10、1－10和1－11；若第23小扇区对应的条件3不满足，选择1－10、1－11和101；

若第12小扇区对应的条件3和条件1都满足，选择0－10、1－10和100；若第12小扇区对应的条件3不满足、条件1满足，则选择1－10、100和101；若第12小扇区对应的条件3满足、条件1不满足，则选择0－1－1、0－10和1－10；若第12小扇区对应的条件3和条件1都不满足，则选择0－1－1、1－10和101；

若第24小扇区对应的条件1满足，选择1－11、1－10和100；若第24小扇区对应的条件1不满足，选择0－1－1、1－1－1和1－10；

若第6小扇区对应的条件3和条件1都满足，选择0－10、000和100；若第6小扇区对应的条件3不满足、条件1满足，则选择000、100和101；若第6小扇区对应的条件3满足、条件1不满足，则选择0－1－1、0－10和000；若第6小扇区对应的条件3和条件1都不满足，则选择0－1－1、000和101；

其中，条件1为V_dc2＞V_dc1且i_a＜0，条件3为V_dc2＞V_dc1且i_b＜0；V_dc1为连接于所述三电平逆变器的电源正端与直流侧中性点之间的第一直流母线电容两端的电压差，V_dc2为连接于所述三电平逆变器的电源负端与直流侧中性点之间的第二直流母线电容两端的电压差，i_a和i_b均为所述三电平逆变器的交流侧输出电流，i_a、i_b的正方向分别为电流从所述三电平逆变器的A、B相桥臂的输出端流向负载的方向。