之前在学习中总结过一次DPWM策略选择:并网逆变器学习笔记5---三电平DPWM
但是对于三电平逆变器而言,如何从连续调制切换到不连续调制,存在一些疑惑点,下午闲来无事,把SVPWM下的连续调制和不连续调制的开关状态选择,又温习了一下。
参考文献:《三相三电平逆变控制与调制的研究_金兆辰》
1、三电平下的大矢量、中适量、小矢量、零矢量
2、所有的矢量选择
已知有27中矢量可以选择,那我们以一扇区为例(细分为6个小扇区),依据“最近三角形矢量法则”,进行矢量的分配;
小扇区 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
矢量选择 | OOO | OOO | POO/OON | POO/OON | POO/OON | PPO/OON |
POO/OON | POO/OON | PPO/OON | PPO/OON | PON | PON | |
PPO/OON | PPO/OON | PON | PON | PNN | PPN |
从上表中我们能看出来,我们的矢量选择其实有很多种,且小矢量成对出现,电压矢量相同,但其实对中点电流的影响是不同的。参考文献《NPC三电平逆变器中点电压控制方法的研究_吕建国》,得出的结论是:大矢量的中点电流为0,对中点电位不影响,中矢量的中点电流的流向不确定,正小矢量电流为流入,会抬高中点电压,负小矢量为流出,会降低中点电压。(这点很重要,下面会讲为什么不连续调制存在缺陷)
3、矢量时间计算
很多文献都已经列出来了详细表格,此处不做分析;
4、连续调制下SVPWM矢量选择
七段式有以下分配原则:
- 三个基本矢量中,以较短矢量作为起始矢量。
- 任意一次电压矢量的变化,只允许只有一相的电路状态发生改变。这样做是为了降低开关损耗。
以1-0扇区为例(大扇区1,小扇区0),从小矢量出发共有4中选择,如下:
1 | ONN-OON-OOO-POO-OOO-OON-ONN | 一般推荐这种 |
2 | OON-OOO-POO-PPO-POO-OOO-OON | 满足原则,为什么不推荐,尚不清楚 |
3 | PPO-POO-OOO-OON-OOO-POO-PPO | 同上 |
4 | POO-OOO-OON-ONN-OON-OOO-POO | 同上 |
开关状态如上图,其他三种也满足原则,目前不理解为什么不使用。
5、不连续调制下SVPWM矢量选择
看到上面的图,我们试想一下,最中间的POO矢量,与ONN的矢量,电压作用效果相同,理论上不使用POO也可以合成目标电压矢量(也就是说在某个扇区内,只使用负小矢量),此时A相管子不需要动作,一直钳位在O点平。这就是不连续调制的灵魂。
其他扇区同理,如果只使用正小矢量或者负小矢量,可以通过钳位的方式,让一个管子在一个60度扇区内不动作。
但是问题来了,中点平衡怎么办,连续SVPWM的中点平衡测试是通过调整正负小矢量的作用时间来稳电位平衡,这条路直接被堵死。这就是不连续调制的缺陷。
但也不是无解,关于不连续调制下的中点电位平衡策略,依然有很多学者在研究,目前也涌现了一些方案,这个后续再总结吧。