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申请/专利权人：武汉商学院

摘要：一种同永磁同步电机NPC逆变电路注入虚拟矢量的近似两电平算法及逆变电路控制系统、设备、可存储介质，针对NPC结构三电平逆变器固有的直流侧电容中点电压偏移及传统SVPWM算法扇区划分多、运算复杂的问题，提出了一种基于注入虚拟矢量的近似两电平磁链合成等效算法，将两种改进型算法的目标磁链合成规则、PWM脉宽调制方法与传统三电平SVPWM算法进行对比研究，检验其简捷性。最后搭建Simulink仿真平台验证了改进型算法在不同调制度下线电压输出波形的正确性以及对三电平逆变器直流侧电容中点电位平衡控制的可行性。

主权项：1.一种永磁同步电机NPC逆变电路注入虚拟矢量的近似两电平算法，其特征在于：所述注入虚拟矢量的近似两电平算法用于控制永磁同步电机的NPC结构三电平逆变电路，包括如下步骤：扇区划分：划分输入电压空间矢量大、小扇区，对SVPWM算法进行改进：以隐去中矢量、大矢量，仅利用零矢量、小矢量和虚拟矢量进行调制为原则，将电压空间矢量经过的区域划分为不对称的12扇区；制定开关顺序：整理电压各小扇区逆变器开关顺序，形成开关顺序图表，为减少开关器件的应力，采取7段对称电压矢量与9段对称电压矢量相互切换的方式控制，采用可变采样周期的方式，根据目标空间电压矢量Vref落入的扇区号，制定基本电压矢量的作用顺序表；矢量作用时间计算：确定各开关矢量的作用时间、形成SVPWM的控制模型，定义零矢量为Vs0、大扇区内左侧的小矢量为Vs1、大扇区内右侧的小矢量为Vs2，当采用7段对称电压矢量方式控制时，采用两电平算法，使用Vs1、Vs2、Vs0共同合成目标电压矢量Vref，Vs1、Vs2、Vs0矢量作用时间分别对应为T1、T2、T0；当采用9段对称电压矢量方式控制时，采用注入虚拟矢量的近似两电平算法，进一步定义虚拟矢量为Vs3，Vs1、Vs2矢量用于合成虚拟矢量Vs3，使用Vs0、Vs1、Vs2、Vs3共同合成目标电压矢量Vref，Vs1、Vs2、Vs0矢量作用时间分别对应为T1′+Tsw′、T2′、T0′；Tsw为一个开关周期，Tsw′＝0.5Tsw、T0′＝0.5T0；T1′＝0.5T1；T2′＝0.5T2，根据不同小扇区的矢量合成规律，分别计算出在各小扇区内的各矢量作用时间；然后根据基本矢量作用时间得出各扇区对应的组合开关控制脉冲情况；最后根据各扇区的开关状态和触发时间，梳理各扇区开关器件触发时间表形成SVPWM的控制模型，上述控制模型用于控制永磁同步电机NPC逆变电路；所述扇区划分的具体划分方法如下：划分输入电压空间矢量大、小扇区，对SVPWM算法进行改进：以隐去中矢量、大矢量，仅利用零矢量、小矢量和虚拟矢量进行调制为原则，将电压空间矢量经过的区域划分为不对称的12扇区；在互相垂直的α、β矢量坐标系内，将α、β矢量坐标系等分为6大扇区，与α轴夹角θ为0～60度的为3号大扇区；与α轴夹角θ为60～120度的为1号大扇区；与α轴夹角θ为120～180度的为5号大扇区；与α轴夹角θ为180～240度的为4号大扇区；与α轴夹角θ为240～300度的为6号大扇区；与α轴夹角θ为300～360度的为2号大扇区；隐去中矢量、大矢量，利用零矢量、小矢量和虚拟矢量进行调制，根据上述调制方式，则每个扇区内仅需要划分为2个小扇区，划分规律如下；零矢量对应坐标原点，在每个大扇区内完全由小矢量进行调制的区域属于1号小扇区，由小矢量和虚拟矢量协同调制的区域属于2号小扇区；目标电压矢量为Vref，目标电压矢量Vref与α轴夹角为θ，根据夹角θ的角度判定电压矢量为Vref所在的大扇区的编号，然后将目标电压矢量Vref的θ角折算至3号大扇区，得到折算角θ’： 则可以得出根据Vα和Vβ的值判定其小扇区编号的判定规则，判定规则如下：满足属于1号小扇区；满足属于2号小扇区；将目标电压矢量Vref的大扇区号与小扇区号结合，即可得到目标电压矢量为Vref的完整扇区号。

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