CN109742967A - 一种基于svpwm的三电平变换器控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法，包括：根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定第二扇区对应的开关序列组合；根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；将前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与第二扇区进行比对；若第二扇区与第一扇区不同，判断从前一周期的第一开关序列跳变至第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在第一开关序列执行完毕后，先执行对应第一扇区向第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行第二开关序列；解决了现有的控制方法忽略了SVPWM调制过程中扇区过渡不平滑的问题。

Description

一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法及装置

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法及装置。

背景技术

三电平拓扑因其电流谐波含量小、输出电压等级高、输出容量大且每个功率开关管两端承受的电压限制在直流侧电压的一半，已经在PWM整流器得到了广泛的应用。

三相三电平整流器拓扑结构由于结构特性，需要考虑直流侧两电容均压问题，保证直流侧中点的电位平衡。目前，已经有很多基于空间矢量调制(SVPWM)和载波调制(SPWM)的三电平中点电位平衡控制方法得到应用。

然而，现有的控制方法中，关注点都放在对中点电位平衡的控制上，却忽略了SVPWM调制过程中扇区过渡不平滑的问题，从而导致相间开关管承受过高电压、降低了系统的EMI特性且引起较大的开关损耗。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法及装置，解决了现有的控制方法忽略了SVPWM调制过程中扇区过渡不平滑问题，从而使相间开关管承受过高电压、降低了系统的EMI特性且引起较大的开关损耗。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法，包括：

根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定所述第二扇区对应的开关序列组合；其中，所述开关序列组合中包括多个开关序列，一个所述开关序列对应一种中点电位波动方向下的一种电流关系，所述电流关系包括各相电流的电流方向；所述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的；

根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从所述第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；

将所述下一周期的前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与所述第二扇区进行比对；

若所述第二扇区与所述第一扇区不同，

判断从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在所述第一开关序列执行完毕后，先执行对应所述第一扇区向所述第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行所述第二开关序列；

其中，所述过渡开关序列为根据所述第一开关序列首尾的开关矢量以及所述第二开关序列首尾的开关矢量预先设定的。

优选地，所述过渡开关序列对应的电压矢量位于所述第二扇区。

优选地，还包括：

若从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，在所述第一开关序列执行完毕后，直接执行所述第二开关序列。

优选地，还包括：

若所述第二扇区与所述第一扇区相同，延续执行前一周期的所述第一开关序列。

优选地，所述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的具体包括：

所述开关序列为通过以下步骤构建后设定的：

根据给定电压矢量所在的扇区，确定所述扇区对应的小矢量；

根据设定的中点电位波动方向以及设定的各相电流的电流方向，选取所述小矢量对应的开关矢量构建开关序列。

优选地，所述根据设定的中点电位波动方向以及设定的各相电流的电流方向，选取所述小矢量对应的开关矢量构建开关序列具体包括：

根据设定的中点电位波动方向以及设定的各相电流的电流方向，从所述小矢量对应的正开关状态开关矢量与负开关状态开关矢量中选取开关矢量以构建开关序列。

优选地，所述开关序列相邻的两个开关矢量间仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化。

本申请第二方面提供一种基于SVPWM的三电平变换器控制装置，包括：

第一确定单元，用于根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定所述第二扇区对应的开关序列组合；其中，所述开关序列组合中包括多个开关序列，一个所述开关序列对应一种中点电位波动方向下的一种电流关系，所述电流关系包括各相电流的电流方向；所述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的；

第二确定单元，用于根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从所述第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；

比对单元，用于将所述下一周期的前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与所述第二扇区进行比对；

第一过渡单元，用于若所述第二扇区与所述第一扇区不同，判断从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在所述第一开关序列执行完毕后，先执行对应所述第一扇区向所述第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行所述第二开关序列；

其中，所述过渡开关序列为根据所述第一开关序列首尾的开关矢量以及所述第二开关序列首尾的开关矢量预先设定的。

优选地，还包括：

第二过渡单元，用于若从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，在所述第一开关序列执行完毕后，直接执行所述第二开关序列。

优选地，还包括：

延续单元，用于若所述第二扇区与所述第一扇区相同，延续执行前一周期的所述第一开关序列。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，提供了一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法，包括：根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定上述第二扇区对应的开关序列组合；其中，上述开关序列组合中包括多个开关序列，一个上述开关序列对应一种中点电位波动方向下的一种电流关系，一种电流关系包括各相电流的电流方向；上述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的；根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从上述第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；将下一周期的前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与上述第二扇区进行比对；若上述第二扇区与上述第一扇区不同，判断从前一周期的第一开关序列跳变至上述第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在上述第一开关序列执行完毕后，先执行对应上述第一扇区向上述第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行上述第二开关序列；其中，上述过渡开关序列为根据上述第一开关序列首尾的开关矢量以及上述第二开关序列首尾的开关矢量预先设定的。

本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，预先通过中点电位滞后控制方法，设定了各种情况对应的开关序列，因此，在进行控制时，只需要根据给定电压矢量所在的扇区，结合当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，选择对应的开关序列执行便可实现中点电位的平衡。而在从这一周期(即下一周期的前一周期)进入下一周期时，判断开关序列之间跳变时是否满足仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化的条件，若不满足，在执行下一周期的开关序列前先执行过渡开关序列，从而实现了扇区间的平滑过渡，有效降低了扇区间跳变所带来的损耗，降低了功率开关管点断承受的电压，增加了整个系统的EMI特性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法的第一种实现方式的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的三电平电压合成矢量图；

图3为本申请实施例提供的给定电压矢量位于I区间各扇区的示意图；

图4为未加入过渡开关序列时D1扇区跳变至D7扇区的开关状态及输出电压示意图；

图5为本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法的第二种实现方式的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种基于SVPWM的三电平变换器控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

三电平变换器相对于两电平在性能上有很多优势，但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。目前，已经有很多基于空间矢量调制(SVPWM)和载波调制(SPWM)的三电平中点电位平衡控制方法得到应用。

比如精确控制方法，通过控制小矢量调制比的大小，使中点电位精确平衡。该方法的优点在于能精确的控制中点平衡，使中点几乎不波动。但这种办法需要测量各桥臂输出电流和中点波动的大小和方向。

又比如滞后控制方法，这是一种较简单，也是目前应用最广泛的方法。该方法通过检测中点电位的波动方向来选择合适的小矢量的开关状态对中点电位加以控制。使用这种方法只需要知道每相的电流方向和中点电位的波动方向，而不需要知道其具体的值。

但滞后控制方法，对应不同扇区的开关序列之间并不一定能平滑过渡，所谓平滑过渡，即从一个开关状态到另一个开关状态时，只有一相有开关动作，并且该动作相的电平仅能是单位变化。扇区之间不能平滑过渡会使相间开关管承受过高电压，系统的EMI特性将降低，且会引起较大的开关损耗。

为此，本申请实施例在中点电位滞后控制方法的基础上，提供了一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法。下面，请参见图1，图1为本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法的第一种实现方式的流程示意图，该方法包括：

步骤101、根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定该第二扇区对应的开关序列组合。

需要说明的是，开关序列组合是预先设定的一个包括有多个开关序列的组合，其中，每一个开关序列对应一种情况。所谓一种情况，是指同时满足两方面条件的情况，这两方面一个是中点电位的波动方向，一个是电流关系。

中点电位的波动方向可以通过中点电位与零电位的比较来放映，具体是包括中点电位ΔV_NP≥0与ΔV_NP<0两种情况，当然也可以是ΔV_NP＞0与ΔV_NP≤0这样去区分。无论是ΔV_NP≥0还是与ΔV_NP<0，均是不希望出现的情况，希望出现的是中点电位平衡即ΔV_NP趋向于等于0，但显然，中点电位不可能做到绝对的平衡，只能尽量使其维持稳态平衡。

电流关系包括对各相电流的电流方向的限定，比如一种可能的电流关系是，i_c≥0与i_a≥0，也就是此时的C相电流的电流方向为从中点流出，A相电流的电流方向也是从中点流出。

可见，在具体执行时，要从开关序列组合中确定需要的开关序列，需要结合当前的中点电位波动方向以及各相点电流的电流方向去选择。

无论是开关序列组合还是开关序列均是预先设定好的，而各个开关序列是如何构建与设定出来的呢？可以参考中点电位滞后控制方法，下面对中点电位滞后控制方法进行说明。

首先，需要明确每一相有三种开关状态。对于三电平拓扑结构，其一相中具有上桥臂两个开关以及下桥臂两个开关，四个开关配合可输出三种电平。可以定义上桥臂两个开关导通用S_n＝2表示，对应的输出电压U_n＝U_dc/2(n＝a,b,c)；中间两个开关导通用S_n＝1表示，对应的输出电压U_n＝0(n＝a,b,c)；下桥臂两个开关导通用S_n＝0表示，对应的输出电压U_n＝-U_dc/2(n＝a,b,c)。

可以用开关矢量表示三相的开关状态，比如开关矢量200，则表示S_a＝2、S_b＝0与S_c＝0的三相开关状态。

需要说明的是，在三电平SVPWM调制过程中，不同开关矢量与中点电流I_np有如下：

1、零矢量和大矢量对中点电流I_np无影响；

2、小矢量所对应的两种冗余开关状态对中点电流I_np的影响是相反的；

3、中矢量所对应的开关状态对应中点电流I_np有影响，但却不可控。

因此，控制中点电位平衡仅分析小矢量开关状态对中点电流的影响即可。

根据各开关状态与中点电流的对应关系，可以绘制出不同小矢量和中矢量对应的中点电流，如表1所示。

表1不同小矢量和中矢量对应的中点电流

为方便理解，将三电平电压合成矢量图划分为D1～D24共24个扇区，并将24个扇区划分成Ⅰ、II、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ六个区间，如图2所示。下面，以Ⅰ区间为例分析矢量对中点电流的影响。

可以用V_S0表示小矢量(含有两个正负冗余小矢量)，V_M表示中矢量，V_S1表示小矢量(含有两个正负冗余小矢量)，V₀为零矢量。小矢量正开关状态的占空比为：D_{Spos_n}＝(1+m_{S_n}).D_{S_n}/2(n＝1,2)。小矢量负开关状态所用时间用占空比表示为：D_{Sneg_n}＝(1-M_{S_n}).D_{S_n}/2(n＝1,2)。其中DS_n(n＝1,2)为V_S0或V_S1总的占空比，M_{S_n}(n＝1,2)为调节因子，可以调节小矢量对中点电流的作用。

请参考图3，图3示出给定电压矢量位于I区间各扇区的示意图，当给定电压矢量V在D13扇区时，该扇区含有一个小矢量V_S0、一个中矢量V_M，其中点电流表示为：I_np＝D_M.i_b+D_{Spos_0}.i_a-D_{Sneg_0}.i_a，可得：I_np＝D_M.i_b+D_{S_0}.i_a.M_{S_0}。当给定电压矢量V在D7扇区时，该扇区含有V_S0、V_S1两个正负小矢量和一个中矢量，其中点电流表示为：I_np＝d_M.i_b+d_{S_0}.i_a.m_{S_0}+d_{S_ 1}.i_a.m_{S_1}。当给定电压矢量V在D14扇区时，该扇区含有一个小矢量V_S1和一个中矢量V_M，其中点电流表示为：I_np＝D_M.i_b+D_{S_1}.i_a.M_{S_1}。当给定电压矢量V在D1扇区时，含有VS0、VS1两个小矢量，其中点电流表示为：I_np＝D_{S_0}.i_a.M_{S_0}+D_{S_1}.i_a.M_{S_1}。

当给定电压矢量在D13扇区时，关注小矢量V_S0的影响。小矢量V_S0对应两个开关矢量，参考表1可知，一个是正开关状态开关矢量100，另一个是负开关状态开关矢量211，两个开关矢量对中点电流的影响是相反的。若中点电位ΔV_NP≥0，为使其平衡，应当从中点抽取能量，以减小三电平变换器中两个直流电容之间的压差ΔU_dc。若此时流过直流侧中点的电流i_a＞0，则说明此时电流i_a正在从中点抽取能量，因此可以使电流i_a保持正值，即选择开关矢量100(对应I_a)，舍弃开关矢量211(对应-I_a)，编写得到D13扇区的一个开关序列210→200→100→200→210，对应如图3(a)中的开关序列组合中的1)。若此时流过直流侧中点的电流i_a＜0，则说明此时电流i_a正在向中点输入能量，将增大ΔU_dc，因此选择开关矢量211(对应-I_a)，舍弃开关矢量100(对应I_a)，编写得到D13扇区的另一个开关序列200→210→211→210→200，对应如图3(a)中的开关序列组合中的2)。

当给定电压矢量落在D1扇区时，含有V_S0和V_S1两个小矢量，直流侧中点有i_a和i_c电流流过。为了使开关序列满足相邻的两个开关矢量间仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化的条件，容易发现，D1扇区的开关序列只有两种情况符合条件，即V_S0选择开关矢量100、V_S1选择开关矢量110的情况，以及V_S0选择开关矢量211、V_S1选择开关矢量221的情况。那么一个周期开关序列会同时含有正负小矢量。此时只需要判断ia-ic方向和直流侧两电容上的压差，就可以对开关序列进行选择。所以，若中点电位ΔV_NP≥0，为了减小ΔUdc，若ia-ic>0，电流ia-ic正在从中点抽取能量，则编写得到D1扇区的一个开关序列111→110→100→000→100→110→111，对应如图3(c)中的开关序列组合中的2)；若ia-ic<0,电流ia-ic正在向中点输入能量，编写得到D1扇区的一个开关序列111→211→221→222→221→211→111，对应如图3(c)中的开关序列组合中的1)。

当给定电压矢量落在D7扇区时，含有V_S0和V_S1两个小矢量。为了减小开关损耗，此时需要分情况进行分析。

(1)当ic≥0，ia≥0时，开关矢量221控制的电流ic和开关矢量100控制的电流ia都从中点抽取能量，使中点电位降低。因此，可以编写D1扇区的一个开关序列100→110→210→211→221→211→210→110→100，对应如图3(d)中的开关序列组合中的4)。

(2)当ic≥0，ia<0时，开关矢量221控制的电流ic是从中点抽取能量，减小中点误差；而由于此时的桥臂输出电流为ia负值，开关矢量100引入的电流ia是向中点提供能量，会加剧中点电位误差，因此要舍去该开关状态。编写D1扇区的一个开关序列110→210→211→221→211→210→110，对应如图3(d)中的开关序列组合中的3)。

(3)当ic<0，ia≥0时，开关矢量100控制的电流ia是从中点抽取能量，减小中点误差，因此将该开关矢量100引入到开关序列中；而由于此时的整流器C相输出的电流为负值，开关矢量221控制的电流ic是向中点提供能量，该开关矢量221会增大中点误差，舍弃该开关矢量。编写D1扇区的一个开关序列100→110→210→110→100，对应如图3(d)中的开关序列组合中的2)。

(4)当ic<0，ia<0时，分析方法与(3)类似，不再加以赘述。

通过上述的中点电位滞后控制方法，可以针对不同中点电位波动方向以及不同的各相电流的电流方向，预先设定出不同情况下能够实现中点电位平衡的开关序列。

步骤102、根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列。

在一个周期的开关序列执行完毕，准备进入下一周期时，可以根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从第二扇区(下一周期的给定电压矢量所在扇区)对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列。

步骤103、将前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与上述第二扇区进行比对，若第二扇区与第一扇区不同，进入步骤104。

前一周期与下一周期是相邻的两个周期，通常，前一周期结束后应当进入下一周期。而在准备进入下一周期前，可以先进行是否发生扇区跳变的判断，若第二扇区与第一扇区不同，则认为将发生扇区跳变。比如第二扇区为D7扇区，第一扇区为D1扇区，则将发生从D1扇区到D7扇区的跳变。

步骤104、判断从前一周期的第一开关序列跳变至第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，进入步骤105。

当步骤103的判断结果为将发生扇区跳变，则进一步判断开关序列间的跳变是否满足平滑的要求，即是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化。举个简单的例子，比如从开关矢量111对应的开关状态跳变至开关矢量100对应的开关状态则不满足上述条件，因为B、C两相均有开关动作；从开关矢量111对应的开关状态跳变至开关矢量110对应的开关状态满足上述条件，仅有C相开关动作且C相电平单位变化。

步骤105、在第一开关序列执行完毕后，先执行对应第一扇区向第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行第二开关序列。

需要说明的是，过渡开关序列是通过对如何使在不同扇区的开关序列之间平滑跳变的问题进行分析得到的。可以以D1扇区跳变至D7扇区的例子进行说明。请参见表2，表2列出了D1扇区以及D7扇区为实现中点电位平衡对应的不同情况设定的开关序列。

表2 D1与D7扇区矢量调制序列

若给定电压矢量正处于D1扇区向D7扇区过渡过程中、中点电位ΔV_NP≥0。由表2知，D1此时的开关序列无论A相电流和C相电流大小，在一个开关序列的首尾开关矢量均111，通常，在执行完D1扇区的第一开关序列后，将直接执行下一周期的在D7扇区的第二开关序列，完成D1扇区到D7扇区的跳变。

但D7扇区的开关序列，从首尾开关矢量看有两种，一种是110作为首尾开关矢量，一种是100作为首尾开关矢量。可见，执行完D1扇区的第一开关序列后，直接执行在D7扇区的110作为首尾开关矢量的第二开关序列是满足扇区平滑过渡的要求的。但若第二开关序列是100作为首尾开关矢量，如图4所示，则D1扇区到D7扇区的跳变不满足平滑的要求。

所以，可以设置过渡开关序列进行作为第一开关序列与第二开关序列之间的过渡。请参见表3，表3列出了Ⅰ区间各扇区间跳变的过渡开关序列。

表3 Ⅰ区间各扇区间跳变的过渡开关序列表

D1扇区向D7扇区跳变以编号1的过渡开关序列作为过渡。此时，无论D7扇区的开关序列的首尾开关矢量是100还是110，均能满足扇区过渡的条件。当给定电压矢量从D1扇区跳变到D7扇区时，经过了过渡扇区，阴影区域没有发生电压突变和两相功率开关管同时动作的情况，实现了扇区跳变的平滑过渡。

需要注意的是，过渡开关序列在设置时，考虑到开关序列的延续性，可以更灵活的编写。本申请实施例提供的表3中的过渡开关序列，可以看到，过渡开关序列对应的电压矢量位于将要跳变到的第二扇区。

以上为对本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法的第一种实现方式的详细说明，该方法中，预先通过中点电位滞后控制方法，设定了各种情况对应的开关序列，因此，在进行控制时，只需要根据给定电压矢量所在的扇区，结合当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，选择对应的开关序列执行便可实现中点电位的平衡。而在从这一周期(即下一周期的前一周期)进入下一周期时，判断开关序列之间跳变时是否满足仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化的条件，若不满足，在执行下一周期的开关序列前先执行过渡开关序列，从而实现了扇区间的平滑过渡，有效降低了扇区间跳变所带来的损耗，降低了功率开关管点断承受的电压，增加了整个系统的EMI特性。

下面请参见图5，图5为本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法的第二种实现方式的流程图，该方法包括：

步骤201、根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定该第二扇区对应的开关序列组合。

该步骤与上述第一种实现方式中的步骤101相同，在此不再赘述。

步骤202、根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列。

该步骤与上述第一种实现方式中的步骤102相同，在此不再赘述。

步骤203、将前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与上述第二扇区进行比对，若第二扇区与第一扇区不同，进入步骤204a，若第二扇区与第一扇区相同，进入步骤204b。

当下一周期的给定电压矢量仍在相同的扇区，即下一周期不会发生扇区跳变，则延续执行前一周期的第一开关序列即可。

步骤204a、判断从前一周期的第一开关序列跳变至第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若是，进入步骤205a，若否，进入步骤205b。

如上一实现方式的说明所述，并非所有扇区的直接跳变均不平滑，比如当执行完D1扇区的第一开关序列后，直接执行在D7扇区的110作为首尾开关矢量的第二开关序列是满足扇区平滑过渡的要求的，此时可以直接跳变，不需要执行过渡开关序列。

步骤204b、延续执行前一周期的第一开关序列。

步骤205a、在第一开关序列执行完毕后，直接执行第二开关序列。

步骤205b、在第一开关序列执行完毕后，先执行对应第一扇区向第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行第二开关序列。

以上为对本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制方法的第二种实现方式的详细说明，该方法中，同样的，预先通过中点电位滞后控制方法，设定了各种情况对应的开关序列，因此，在进行控制时，只需要根据给定电压矢量所在的扇区，结合当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，选择对应的开关序列执行便可实现中点电位的平衡。而在从这一周期(即下一周期的前一周期)进入下一周期时，判断开关序列之间跳变时是否满足仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化的条件，若不满足，在执行下一周期的开关序列前先执行过渡开关序列，从而实现了扇区间的平滑过渡，有效降低了扇区间跳变所带来的损耗，降低了功率开关管点断承受的电压，增加了整个系统的EMI特性。

本申请实施例还提供了一种基于SVPWM的三电平变换器控制装置，请参见图6，图6为本申请实施例提供的一种基于SVPWM的三电平变换器控制装置的结构示意图，该装置包括：

第一确定单元601，用于根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定第二扇区对应的开关序列组合；其中，开关序列组合中包括多个开关序列，一个开关序列对应一种中点电位波动方向下的一种电流关系，电流关系包括各相电流的电流方向；开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的；

第二确定单元602，用于根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；

比对单元603，用于将下一周期的前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与第二扇区进行比对；

第一过渡单元604，用于若第二扇区与第一扇区不同，判断从前一周期的第一开关序列跳变至第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在第一开关序列执行完毕后，先执行对应第一扇区向第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行第二开关序列；

其中，过渡开关序列为根据第一开关序列首尾的开关矢量以及第二开关序列首尾的开关矢量预先设定的。

进一步的，还包括：

第二过渡单元605，用于若从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，在所述第一开关序列执行完毕后，直接执行所述第二开关序列。

更进一步的，还包括：

延续单元606，用于若所述第二扇区与所述第一扇区相同，延续执行前一周期的所述第一开关序列。

本申请实施例提供的基于SVPWM的三电平变换器控制装置，同样的，预先通过中点电位滞后控制方法，设定了各种情况对应的开关序列，因此，在进行控制时，只需要根据给定电压矢量所在的扇区，结合当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，选择对应的开关序列执行便可实现中点电位的平衡。而在从这一周期(即下一周期的前一周期)进入下一周期时，判断开关序列之间跳变时是否满足仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化的条件，若不满足，在执行下一周期的开关序列前先执行过渡开关序列，从而实现了扇区间的平滑过渡，有效降低了扇区间跳变所带来的损耗，降低了功率开关管点断承受的电压，增加了整个系统的EMI特性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，包括：

根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定所述第二扇区对应的开关序列组合；其中，所述开关序列组合中包括多个开关序列，一个所述开关序列对应一种中点电位波动方向下的一种电流关系，所述电流关系包括各相电流的电流方向；所述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的；

根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从所述第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；

将所述下一周期的前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与所述第二扇区进行比对；

若所述第二扇区与所述第一扇区不同，

判断从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在所述第一开关序列执行完毕后，先执行对应所述第一扇区向所述第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行所述第二开关序列；

其中，所述过渡开关序列为根据所述第一开关序列首尾的开关矢量以及所述第二开关序列首尾的开关矢量预先设定的。

2.根据权利要求1所述的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，所述过渡开关序列对应的电压矢量位于所述第二扇区。

3.根据权利要求1所述的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，还包括：

若从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，在所述第一开关序列执行完毕后，直接执行所述第二开关序列。

4.根据权利要求1所述的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，还包括：

若所述第二扇区与所述第一扇区相同，延续执行前一周期的所述第一开关序列。

5.根据权利要求1所述的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，所述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的具体包括：

所述开关序列为通过以下步骤构建后设定的：

根据给定电压矢量所在的扇区，确定所述扇区对应的小矢量；

根据设定的中点电位波动方向以及设定的各相电流的电流方向，选取所述小矢量对应的开关矢量构建开关序列。

6.根据权利要求5所述的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，所述根据设定的中点电位波动方向以及设定的各相电流的电流方向，选取所述小矢量对应的开关矢量构建开关序列具体包括：

根据设定的中点电位波动方向以及设定的各相电流的电流方向，从所述小矢量对应的正开关状态开关矢量与负开关状态开关矢量中选取开关矢量以构建开关序列。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于SVPWM的三电平变换器控制方法，其特征在于，所述开关序列相邻的两个开关矢量间仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化。

8.一种基于SVPWM的三电平变换器控制装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于根据下一周期的给定电压矢量所在的第二扇区，确定所述第二扇区对应的开关序列组合；其中，所述开关序列组合中包括多个开关序列，一个所述开关序列对应一种中点电位波动方向下的一种电流关系，所述电流关系包括各相电流的电流方向；所述开关序列为根据中点电位滞后控制方法预先设定的；

第二确定单元，用于根据当前的中点电位波动方向以及各相电流的电流方向，从所述第二扇区对应的开关序列组合中确定下一周期将执行的第二开关序列；

比对单元，用于将所述下一周期的前一周期的给定电压矢量所在的第一扇区与所述第二扇区进行比对；

第一过渡单元，用于若所述第二扇区与所述第一扇区不同，判断从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列是否仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，若否，在所述第一开关序列执行完毕后，先执行对应所述第一扇区向所述第二扇区过渡的过渡开关序列，再执行所述第二开关序列；

其中，所述过渡开关序列为根据所述第一开关序列首尾的开关矢量以及所述第二开关序列首尾的开关矢量预先设定的。

9.根据权利要求8所述的基于SVPWM的三电平变换器控制装置，其特征在于，还包括：

第二过渡单元，用于若从前一周期的第一开关序列跳变至所述第二开关序列仅有一相有开关动作且该相电平仅单位变化，在所述第一开关序列执行完毕后，直接执行所述第二开关序列。

10.根据权利要求8所述的基于SVPWM的三电平变换器控制装置，其特征在于，还包括：

延续单元，用于若所述第二扇区与所述第一扇区相同，延续执行前一周期的所述第一开关序列。