CN106026732A - 抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，包括以下步骤：选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量；将所述参考电压矢量作为逆变器的输出电压空间矢量；其中，V_dc为逆变器直流侧的电压值。本发明提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，利用输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量去合成参考电压矢量，把输出共模电压幅值绝对值限制在V_dc/6之内，解决了传统算法输出共模电压幅值高，且计算过程复杂的问题。

Description

抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法

技术领域

本公开一般涉及逆变器技术领域，具体涉及三相三电平逆变器技术领域，尤其涉及抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法。

背景技术

三电平逆变器是基于三个固定电平的脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)电路，自产生以来很快就得到了广泛应用，改善它的输出波形一直是国内外学者研究的主要方向，而电压源型逆变器的输出特性与逆变器所采用器件的开关频率有关，其中脉宽调制PWM技术就可以改变开关频率获得很好的正弦输出波形，PWM调制技术输出开关频率恒定，输出的电流谐波小，限定的谐波电流频谱特性等优点，可以说直到目前为止，PWM在各种应用场合仍占主导地位,并一直是人们研究的热点。

二极管箝位三电平逆变器，由于其输出容量大、电压谐波含量少等优点被广泛应用于中高压、大功率交流调速等领域。但其产生的电磁干扰问题随着开关频率的增加更加严重，耦合电容产生轴电压，损坏电机轴承；高速开关产生很强的电磁干扰，干扰其它电子设备正常运行；共模电压还会引起电机绝缘击穿，缩短电机使用寿命。目前抑制共模电压及其产生的共模电磁干扰的方法主要是无源滤波、有源滤波及改进PWM控制策略，改进PWM控制策略不需要增加硬件投资，是最为经济的一种共模电压抑制方法。但传统的SVPWM控制方法由于成对采用小矢量，输出共模电压幅值较高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种降低输出共模电压幅值的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法。

本发明提供一种抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，包括以下步骤：

选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量；

将所述参考电压矢量作为逆变器的输出电压空间矢量；

其中，V_dc为逆变器直流侧的电压值。

本发明提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，利用输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量去合成参考电压矢量，把输出共模电压幅值绝对值限制在V_dc/6之内，解决了传统算法输出共模电压幅值高，且计算过程复杂的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法的流程图；

图2为三电平逆变器的拓扑结构图；

图3为三电平逆变器的四象限镜像区域划分图；

图4为第一象限区域划分图；

图5为第一象限一号小扇区开关函数及输出共模电压图；

图6为传统算法中a相输出电压频谱图；

图7为本发明实施例提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法中a相输出电压频谱图；

图8为传统算法中a相输出电流频谱图；

图9为本发明实施例提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法中a相输出电流频谱图；

图10为传统算法中逆变器输出共模电压图；

图11为发明实施例提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法中逆变器输出共模电压图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，本实施例提供一种抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，包括以下步骤：

选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量；

将所述参考电压矢量作为逆变器的输出电压空间矢量；

其中，V_dc为逆变器直流侧的电压值。

在本实施例中，通过利用输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量去合成参考电压矢量，把输出共模电压幅值绝对值限制在V_dc/6之内，解决了传统算法输出共模电压幅值高，且计算过程复杂的问题。

优选地，选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量过程包括：

确定参考电压矢量所在的扇区位置；

在参考电压矢量所在的扇区中，选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量。

在本实施例中，首先确定参考电压矢量所在的扇区位置，然后针对该扇区内的输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量去合成参考电压矢量，进而把输出共模电压幅值绝对值限制在V_dc/6之内。

优选地，在确定参考电压矢量所在的扇区位置之前还包括对电压空间矢量对应的矢量空间进行扇区划分。

电压空间矢量对应的矢量空间一般划分有6个60°大扇区。

优选地，对电压空间矢量对应的矢量空间进行扇区划分过程包括将每个60°的大扇区分别均匀划分为3个小扇区。本实施例采用将每个大扇区均匀划分为3个小扇区，减少了减少扇区的划分，简化了计算过程。

优选地，将每个大扇区分别均匀划分为3个小扇区过程包括以下步骤：获取大扇区中的中心点，由中心点分别直线连接大扇区内的两小矢量的端点及中矢量的端点。

在本实施例中，大扇区划分为小扇区的过程简单，且大扇区的分割比较均匀，便于后期参考电压矢量的定位及选取基矢量合成参考电压矢量。

优选地，为了判断参考电压矢量位于哪个小扇区中，下面对6个大扇区共计18个小扇区的所包含的区域进行限定，具体为：每个所述小扇区所处的区域约束公式具体为：

第一大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第一大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第一大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第二大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第二大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第二大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第三大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第三大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第三大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第四大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第四大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第四大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第五大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第五大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第五大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第六大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第六大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第六大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

其中，V_αm、V_βm分别是参考电压矢量分别在α、β轴上投影的标幺值。其中，V_αm、V_βm分别是参考电压矢量分别在α、β轴上投影的标幺值

在判断参考电压所在的小扇区之前，首先将三相参考电压V_aref、V_bref、V_cref经克拉克变换后，即得参考电压矢量在α、β坐标轴分量V_α、V_β，然后再对V_α、V_β进行标幺化，即得参考电压矢量分别在α、β轴上投影的标幺值V_αm、V_βm。

然后上述各小扇区的约束公式，即由参考电压矢量与每个小扇区的三条直线的关系确定所处的小扇区，进而获得合成参考电压矢量的三个空间电压矢量V_x、V_y、V_z。然后获取上述三个空间电压矢量在α、β轴上投影的标幺值，即V_xαm、V_yαm、V_zαm和V_xβm、V_yβm、V_zβm。

然后通过伏秒平衡方程组得到空间电压基矢量V_x、V_y、V_z的作用时间t_x、t_y、t_z。

然后采用对称调制法，可得到功率开关器件的开关时刻，进而对逆变器的开关器件进行切换，使输出电压与参考电压等效，并抑制共模电压。

本发明提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，选用输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量去合成参考电压矢量，把输出共模电压幅值绝对值限制在V_dc/6之内，然后将每60°一个大扇区划分为三个小扇区，减少扇区的划分；三相参考电压V_aref、V_bref、V_cref经克拉克变换再标幺化后，由参考电压矢量与每个小扇区的三条直线的关系确定所处的小扇区，再由伏秒平衡原则得到基矢量的作用时间，根据四象限镜像算法得到其他小扇区各基矢量的作用时间，解决了传统算法输出共模电压幅值高，且简化了作用时间的计算过程。

现以第一象限一号小扇区为例，结合附图2-11具体地阐述本发明的提供的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，以便理解。

步骤一，选用输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量：大矢量PNN、PPN、NPN，中矢量PON、OPN，小矢量POO、OPO、OON，零矢量(000)OOO。其中，大矢量为附图3中正六边形中心点到正六边形各个顶点表示的矢量，中矢量为附图3中正六边形中心点到正六边形各边的中心表示的矢量，小矢量为附图3中正六边形中心点向正六边形各个顶点方向且幅值为大矢量幅值的一半。N、O、P分别表示对应三相为低电平，零电平，高电平。

步骤二，将每60°一个大扇区划分为三个小扇区。

步骤三，通过克拉克变换式：

$\left(\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{\&alpha;}}\\ V_{\mathrm{\&beta;}}\end{array}\right)=\frac{2}{3}\left(\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{V}_{aref}\\ V_{bref}\\ V_{cref}\end{array}\right)$

得到V_α、V_β，通过式：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{\&alpha;}m}=\frac{V_{\mathrm{\&alpha;}}}{2U_{dc}/3}\\ V_{\mathrm{\&beta;}m}=\frac{V_{\mathrm{\&beta;}}}{2U_{dc}/3}\end{array}\right.$

标幺化参考电压矢量在α、β坐标轴分量，得到V_αm、V_βm，通过式：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

判断参考电压矢量所处的小扇区；

满足表示满足相应区域的约束条件；不满足表示不满足相应区域的约束条件；不适应表示该约束条件对区域不适用。

步骤四，基矢量作用时间的判断。

参考电压矢量落入第一象限1号小扇区时，参考电压矢量是由V₂、V₇、V₁合成，把所有矢量在α、β轴上的投影标幺化如表1所示：

表1 V₂、V₇、V₁矢量在αβ轴上的投影的标幺值

通过伏秒平衡方程组：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{4}{\mathrm{gt}}_x+\frac{3}{4}{t}_y+\frac{1}{2}{\mathrm{gt}}_z=V_{\mathrm{\&alpha;}m}{T}_s\\ \frac{\sqrt{3}}{4}{\mathrm{gt}}_x+\frac{\sqrt{3}}{4}{t}_y=V_{\mathrm{\&beta;}m}{T}_s\\ t_x+t_y+t_z=T_s\end{array}\right.$

求得空间电压矢量V₂、V₇、V₁的作用时间t_x、t_y、t_z：

$\left\{\begin{array}{c}{t}_x=(1-2V_{\mathrm{\&alpha;}m}+\frac{2}{\sqrt{3}}{V}_{\mathrm{\&beta;}m})g{T}_s\\ t_y=(2V_{\mathrm{\&alpha;}m}+\frac{2}{\sqrt{3}}{V}_{\mathrm{\&beta;}m}-1){\mathrm{gT}}_s\\ t_z=(1-\frac{4}{\sqrt{3}}{V}_{\mathrm{\&beta;}m}){\mathrm{gT}}_s\end{array}\right.$

同理可得第一象限其他小扇区内各基矢量的作用时间，如表2所示：

表2 第一象限各小扇区内基本空间电压矢量作用时间

步骤五，采用对称调制法，可得到功率开关器件的开关时刻，由图6-11可得，验证了本发明能有效地减少逆变器输出共模电压，且电压、电流畸变率没有恶化。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量；

将所述参考电压矢量作为逆变器的输出电压空间矢量；

其中，V_dc为逆变器直流侧的电压值。

2.根据权利要求1所述的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成参考电压矢量过程包括：

确定所述参考电压矢量所在的扇区位置；

在所述参考电压矢量所在的扇区中，选取输出共模电压幅值为V_dc/6和0的基矢量合成所述参考电压矢量。

3.根据权利要求2所述的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，在确定所述参考电压矢量所在的扇区位置之前还包括：

对电压空间矢量对应的矢量空间进行扇区划分。

4.根据权利要求3所述的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，对电压空间矢量对应的矢量空间进行扇区划分过程包括：

将每个大扇区分别均匀划分为3个小扇区。

5.根据权利要求4所述的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，将每个大扇区分别均匀划分为3个小扇区过程包括以下步骤：

获取所述大扇区中的中心点，由所述中心点分别直线连接所述大扇区内的两小矢量的端点及中矢量的端点。

6.根据权利要求5所述的抑制三电平逆变器输出共模电压的空间矢量调制方法，其特征在于，每个所述小扇区的区域约束公式具体为：

第一大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第一大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第一大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第二大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第二大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第二大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第三大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第三大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第三大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}\&GreaterEqual;0\end{array}\right.$

第四大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第四大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第四大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第五大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第五大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}<0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第五大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第六大扇区中的第一小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}<0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第六大扇区中的第二小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|+\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|-1\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|<0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

第六大扇区中的第三小扇区为：

$\left\{\begin{array}{c}\left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|}{\sqrt{3}}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\frac{1}{2}\&GreaterEqual;0\\ \left|V_{\mathrm{\&alpha;}m}\right|-\sqrt{3}\left|V_{\mathrm{\&beta;}m}\right|\&GreaterEqual;0\\ V_{\mathrm{\&alpha;}m}\&GreaterEqual;0,V_{\mathrm{\&beta;}m}<0\end{array}\right.$

其中，V_αm、V_βm分别是参考电压矢量分别在α、β轴上投影的标幺值。