CN2013100601278A 简化的五相三电平电压源逆变器及其矢量控制方法 1-16

(10)申请公布号 CN 103117668 A (43)申请公布日 2013.05.22 CN 103117668 A *CN103117668A* (21)申请号 201310060127.8 (22)申请日 2013.02.26 H02M 7/483(2007.01) H02M 7/537(2006.01) H02M 3/155(2006.01) H02M 1/12(2006.01) (71)申请人 哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街 92 号 (72)发明人 刘洪臣 王国立 于海龙 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 张果瑞 (54) 发明名称 简化的五相三电平电压源逆变器及其矢量控 制方法 (57) 摘要 简化的五相三电平电压源逆变器及其矢量控 制方法， 属于电力电子变换器技术领域。 本发明解 决了现有的五相三电平电压源逆变器需要较多功 率开关器件的问题， 提出了简化的五相三电平电 压源逆变器及其矢量控制方法。简化的五相三电 平电压源逆变器的电容C1和电容C2串联后与直流 电源的两个输出端并联， 三电平双 Buck 级的第一 输入端与直流电源的正极相连， 三电平双 Buck 级 的第二输入端与电容 C1和电容 C2的连接端相连， 三电平双 Buck 级的第三输入端与直流电源的负 极相连， 三电平双 Buck 级的第一输出端与两电平 电压型逆变级的第一输入端相连， 三电平双 Buck 级的第二输出端与两电平电压型逆变级的第二输 入端相连。 本发明适用于中低压、 大功率的应用场 合。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 8 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书8页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103117668 A CN 103117668 A *CN103117668A* 1/4 页 2 1.简化的五相三电平电压源逆变器， 其特征在于， 它由三电平双Buck级电路(1)、 两电 平电压型逆变级电路 (2)、 直流电源 (3)、 电容 C1和电容 C2组成， 电容 C1和电容 C2串联后与直流电源 3 的两个输出端并联， 所述电容 C1和电容 C2的电 容值相同， 三电平双 Buck 级电路 (1) 的第一输入端 (P) 与直流电源 (3) 的正极相连， 三电 平双 Buck 级电路 (1) 的第二输入端与电容 C1和电容 C2的连接端 (O) 相连， 三电平双 Buck 级电路 (1) 的第三输入端 (N) 与直流电源 (3) 的负极相连， 三电平双 Buck 级电路 (1) 的第 一输出端 (P_vin) 与两电平电压型逆变级电路 (2) 的第一输入端相连， 三电平双 Buck 级电 路 (1) 的第二输出端 (N_vin) 与两电平电压型逆变级电路 (2) 的第二输入端相连， 两电平 电压型逆变级电路 (2) 输出端输出参考电压。 2. 根据权利要求 1 所述的简化的五相三电平电压源逆变器， 其特征在于， 所述三电平 双 Buck 级电路 (1) 由四个 IGBT 开关 (S1、 S2、 S3和 S4) 组成， 所述第一 IGBT 开关 (S1) 的集 电极作为三电平双 Buck 级电路 (1) 的第一输入端 (P)， 第一 IGBT 开关 (S1) 的发射极与第 二 IGBT 开关 (S2) 的集电极相连后作为三电平双 Buck 级电路 (1) 的第一输出端 (P_vin)， 第二 IGBT 开关 (S2) 的发射极与第三 IGBT 开关 (S3) 的集电极相连， 且该连接端作为三电平 双 Buck 级电路 (1) 的第二输入端， 第三 IGBT 开关 (S3) 的发射极与第四 IGBT 开关 (S4) 的 集电极相连作为三电平双Buck级电路(1)的第二输出端(N_vin)， 所述第四IGBT开关(S4) 的发射极作为三电平双 Buck 级电路 (1) 的第三输入端。 3. 根据权利要求 2 所述的简化的五相三电平电压源逆变器， 其特征在于， 所述三电平 双 Buck 级电路 (1) 的四个 IGBT 开关 (S1、 S2、 S3和 S4) 的状态与所述三电平双 Buck 级电路 (1) 的两个输出端输出的两个电平 VP_inv 和 VN_inv之间的关系如表一所示 ： 表一 表中 VDC表示电容 C1两端的电压幅值。 4. 根据权利要求 1 所述的简化的五相三电平电压源逆变器， 其特征在于， 所述两电平 电压型逆变级电路 (2) 为五相逆变器电路。 5. 基于权利要求 1 所述的简化的五相三电平电压源逆变器的矢量控制方法， 其特征在 于， 所述方法的具体过程为 ： 步骤 1 ： 判断当前时刻参考电压矢量所处的扇区， 记该扇区为第 i 扇区， i 为 1 到 10 之 间的自然数 ； 步骤2 ： 根据最近三矢量原则将第i扇区划分为5个区域， 分别记为I区， II区， III区， IV 区， V 区， 判断当前时刻参考电压矢量所属的区域， 并记该区域为 j 区， j 为 I、 II、 III、 IV 权 利 要 求 书 CN 103117668 A 2 2/4 页 3 或 V ； 步骤 3 ： 根据最近三矢量原则， 由步骤 2 确定的 j 区选择对应的三个基本合成矢量 ； 步骤 4 ： 计算步骤 3 得到三个基本合成矢量的作用时间 ； 步骤 5 ： 根据步骤 4 得到的三个基本合成矢量的作用时间和三个基本合成矢量的作用 顺序对简化的五相三电平电压源逆变器的 7 组开关进行矢量控制。 6. 根据权利要求 5 所述的矢量控制方法， 其特征在于， 所述步骤 1 所述的扇区的形成 方法为 ： 将五相逆变器电路的93个基本合成矢量按照幅值分为7组， 分别为0矢量、 幅值为 0.2472VDC的矢量、 幅值为 0.4VDC的矢量、 幅值为 0.4944VDC的矢量、 幅值为 0.6472VDC的矢 量、 幅值为 0.8VDC的矢量和幅值为 1.2944VDC的矢量， 将0矢量、 幅值为0.6472VDC的矢量和幅值为1.2944VDC的矢量作为有效工作矢量， 进行 空间矢量合成， 有效工作矢量将空间分成 10 个 36扇区， 分别编号为 1， 2， ， 10， 每个扇区均有幅值 为 0.6472VDC的矢量和幅值为 1.2944VDC的矢量， 相邻矢量之间的幅角差为 36。 7.根据权利要求6所述的矢量控制方法， 其特征在于， 所述步骤1所述的判断参考电压 矢量所处的扇区的方法为 ： 通过当前参考电压矢量的直角坐标分量对参考电压所处的扇区 进行判断。 8. 根据权利要求 7 所述的矢量控制方法， 其特征在于， 所述通过当前时刻参考电压矢 量的直角坐标分量对参考电压所处的扇区进行判断的方法为 ： 通过直角坐标分解或者直接 给出参考电压矢量的直角坐标分量 V和 V， 然后根据 A0 Vcot(36 )-V A1 Vcot(72 )-V A2 -Vcot(36 )-V A3 -Vcot(72 )-V 计算并判断参考电压矢量所处的扇区， 当 V 0 时， 参考电压矢量所处的扇区号为 N 1+A0+a1+A2+A3； 当 V 0 时， 参考电压矢量所处的扇区号为 N 6-(A3+A2+A1+A0)。 9.根据权利要求5所述的矢量控制方法， 其特征在于， 所述步骤2所述的判断参考电压 矢量位于所属的区域的方法为 ： 以幅值 0.6472VDC为单位对参考电压矢量进行归一化， 设归一化后参考电压矢量的幅 值为 Vref， 相角为 ， ACG 为 ， 根据几何关系有 tan 3tan18， 且有以下 4 个条件组合 判断条件 1 ： 记 l0 -18 l0 0 为真， 否则为假 ； 判断条件 2 ： 记 l1 Vrefcosl0-cos18 l1 0 为真， 否则为假 ； 判断条件 3 ： 记 权 利 要 求 书 CN 103117668 A 3 3/4 页 4 l2 0 为真， 否则为假 ； 判断条件 4 ： 记 l3 Vrefsinl0-l2tan l3 0 为真， 否则为假， 以上条件若为真则记为1， 假则记为0， 通过组合二进制数l0l1l2l3判断出参考电压矢量 位于所属扇区的区域 ： I 区域 ： l0l1l2l3 0000， 0001， 1000， 1001， II 区域 ： l0l1l2l3 0100， 0101， 0111， III 区域 ： l0l1l2l3 1100， 1101， 1111， IV 区域 ： l0l1l2l3 0110， V 区域 ： l0l1l2l3 1111。 10. 根据权利要求 5 所述的矢量控制方法， 其特征在于， 所述步骤 5 所述的三个基本合 成矢量的作用顺序为 ： 奇数号扇区内不同区域的矢量作用顺序， 如表二所示， 偶数号扇区内 不同区域的矢量作用顺序， 如表三所示， 表二 表三 权 利 要 求 书 CN 103117668 A 4 4/4 页 5 其中上标 “+” 和 “-” 分别表示正矢量和负矢量， 下标为 1 的矢量比下标为 0 的矢量超 前 36， M 表示幅值为 0.6472VDC的矢量 MV2， L 表示幅值为 1.2944VDC的矢量 LV2。 权 利 要 求 书 CN 103117668 A 5 1/8 页 6 简化的五相三电平电压源逆变器及其矢量控制方法 技术领域 0001 本发明属于电力电子变换器技术领域。 背景技术 0002 目前单从经济性和技术成熟度方面考虑， 三相逆变器和三相电机所组成的交流调 速系统最具代表性， 应用最广泛。然而随着社会和经济的发展， 在工业、 民用和军事等领域 对交流调速系统提出了更高的要求， 特别是在大功率， 高转矩密度， 高功率密度和高可靠性 方面， 而且现今中大功率交流传动系统的用电量占所有电气传动系统用电量的 70。尽管 传统的三相电机及其调速技术已经相当成熟， 但由于其自身的限制， 无法完全满足应用要 求。 0003 多相交流电机(多于三相)相比三相电机而言， 提高了转矩脉动频率， 降低转矩脉 动幅值以及对功率器件的容量要求， 能在供电电压有限的场合实现大功率运行。 另外， 增加 的相数还有利于提高低速区的调速特性， 振动和噪音大大减小。容错性能较好也是多相电 机的特点， 当多相中的一相或几相发生故障时， 通过适当的容错策略， 电机仍可以降额继续 运行， 无需停机或系统重组， 这大大提高了驱动系统的可靠性。 0004 大容量多相交流电机为了减小谐波损耗， 多采用多电平逆变器供电。多电平逆变 器输出具有谐波含量低， 共模电压幅值小等优点， 同时可应用于高压领域。目前， 主流的多 电平逆变器按主电路拓扑结构可以分为 ： 二极管中点箝位型式 (NPC)、 飞跨电容型和具有 独立直流电源的级联型逆变器。前两种分别需要较多的二极管和电容， 且均需要较多的功 率开关器件， 这将会带来成本较高， 开关引起的能量损耗较大， 控制复杂等问题 ； 而第三种 需要较多的独立直流电源， 实际中通过不同的独立电源加上逆变电路并联而成， 产生 N 电 平需要 N-1 个独立电源和 4(N-1) 个开关管， 其中 N 为自然数， 但此种逆变电路会出现每个 电源的利用率不同的情况， 不利于逆变器长期稳定运行。 0005 随着进一步减少了电机的谐波损耗的需求， 在中低压领域中应用的多相交流电机 系统也采用可应用于高压领域的多电平逆变技术。 针对多电平逆变器功率开关数量多的问 题， 研究适用于中低压场合的新型多电平逆变器拓扑， 减少多电平逆变器中功率开关器件 的数量， 降低多电平逆变器的成本， 减少开关损耗， 降低控制复杂度具有重要意义。 发明内容 0006 本发明为了解决现有的五相三电平电压源逆变器有较多功率开关器件导致能量 损耗较大， 控制复杂的问题， 提出了简化的五相三电平电压源逆变器及其矢量控制方法。 0007 简化的五相三电平电压源逆变器， 它由三电平双 Buck 级电路、 两电平电压型逆变 级电路、 直流电源、 电容 C1和电容 C2组成。 0008 电容 C1和电容 C2串联后与直流电源的两个输出端并联， 所述电容 C1和电容 C2的 电容值相同， 三电平双Buck级电路的第一输入端与直流电源的正极相连， 三电平双Buck级 电路的第二输入端与电容 C1和电容 C2的连接端相连， 三电平双 Buck 级电路的第三输入端 说 明 书 CN 103117668 A 6 2/8 页 7 与直流电源的负极相连， 三电平双 Buck 级电路的第一输出端与两电平电压型逆变级电路 的第一输入端相连， 三电平双 Buck 级电路的第二输出端与两电平电压型逆变级电路的第 二输入端相连， 两电平电压型逆变级电路输出端输出参考电压。 0009 基于简化的五相三电平电压源逆变器的矢量控制方法， 所述方法的具体过程为 ： 0010 步骤 1 ： 判断当前时刻参考电压矢量所处的扇区， 记该扇区为第 i 扇区， i 为 1 到 10 之间的自然数 ； 0011 步骤 2 ： 根据最近三矢量原则将第 i 扇区划分为 5 个区域， 分别记为 I 区， II 区， III 区， IV 区， V 区， 判断当前时刻参考电压矢量所属的区域， 并记该区域为 j 区， j 为 I、 II、 III、 IV 或 V ； 0012 步骤 3 ： 根据最近三矢量原则， 由步骤 2 确定的 j 区选择对应的三个基本合成矢 量 ； 0013 步骤 4 ： 计算步骤 3 得到三个基本合成矢量的作用时间 ； 0014 步骤 5 ： 根据步骤 4 得到的三个基本合成矢量的作用时间和三个基本合成矢量的 作用顺序对简化的五相三电平电压源逆变器的 7 组开关进行矢量控制。 0015 本发明所述的简化的五相三电平电压源逆变器与传统的五相三电平电压型逆变 器相比， 其开关频率可以较高， 保留了输入输出电流脉动频率高的优点， 且由于采用空间矢 量 PWM 技术， 并利用冗余矢量来控制中点电位的波动， 以减小逆变器输出谐波， 保持了输出 谐波小的优点。但现有的二极管箝位式的五相三电平逆变器需要 20 个开关器件和 10 个 二极管， 成本较高， 总体开关损耗较大， 控制比较复杂， 可靠性较低， 而简化结构的五相三电 平逆变器只需要 14 个开关器件， 不需要二极管， 成本更低， 总体开关损耗较小， 控制相对简 单， 可靠性较高。综上， 本发明所述的逆变器保留了传统多电平逆变器输出谐波少的优点， 同时能减少开关器件的数量。 因此， 该简化结构的五相三电平逆变器在中低压、 大功率的交 流传动场合有良好的应用前景。 附图说明 0016 图 1 是简化的五相三电平电压源逆变器的简化主电路拓扑结构 ； 0017 图 2 是五相电压合成矢量空间分布图 ； 0018 图 3 是有效工作矢量空间分布图 ； 0019 图 4 是第 1 扇区参考电压合成矢量图 ； 0020 图 5 是简化的五相三电平电压源逆变器的基本结构示意图 ； 0021 图 6 为矢量控制方法的流程图。 具体实施方式 0022 具体实施方式一 ： 参见图1和图5说明本实施方式， 本实施方式所述的简化的五相 三电平电压源逆变器， 它由三电平双 Buck 级电路 1、 两电平电压型逆变级电路 2、 直流电源 3、 电容 C1和电容 C2组成， 0023 电容 C1和电容 C2串联后与直流电源 3 的两个输出端并联， 所述电容 C1和电容 C2 的电容值相同， 三电平双 Buck 级电路 1 的第一输入端 P 与直流电源 3 的正极相连， 三电平 双 Buck 级电路 1 的第二输入端与电容 C1和电容 C2的连接端 O 相连， 三电平双 Buck 级电路 说 明 书 CN 103117668 A 7 3/8 页 8 1 的第三输入端 N 与直流电源 3 的负极相连， 三电平双 Buck 级电路 1 的第一输出端 P_vin 与两电平电压型逆变级电路2的第一输入端相连， 三电平双Buck级电路1的第二输出端N_ vin与两电平电压型逆变级电路2的第二输入端相连， 两电平电压型逆变级电路2输出端输 出参考电压。 0024 本实施方式所述的简化的五相三电平电压源逆变器是简化结构的中点箝位式电 压型逆变器， 电路拓扑结构图如图 1 所示， 这种逆变器的拓扑与传统的二极管箝位式的逆 变器拓扑所不同的是， 前者只用到 14 个开关器件， 后者则需要 20 个开关器件。 0025 具体实施方式二 ： 本实施方式与具体实施方式一所述的简化的五相三电平电压源 逆变器的进一步限定， 所述三电平双 Buck 级电路 1 由四个 IGBT 开关 S1、 S2、 S3和 S4组成， 所述第一 IGBT 开关 S1的集电极作为三电平双 Buck 级电路 1 的第一输入端 P， 第一 IGBT 开 关 S1的发射极与第二 IGBT 开关 S2的集电极相连后作为三电平双 Buck 级电路 1 的第一输 出端P_vin， 第二IGBT开关S2的发射极与第三IGBT开关S3的集电极相连， 且该连接端作为 三电平双 Buck 级电路 1 的第二输入端， 第三 IGBT 开关 S3的发射极与第四 IGBT 开关 S4的 集电极相连作为三电平双 Buck 级电路 1 的第二输出端 N_vin， 所述第四 IGBT 开关 S4的发 射极作为三电平双 Buck 级电路 1 的第三输入端。 0026 具体实施方式三 ： 本实施方式与具体实施方式二所述的简化的五相三电平电压源 逆变器的进一步限定， 所述三电平双 Buck 级电路 1 的四个 IGBT 开关 S1、 S2、 S3和 S4的状态 与所述三电平双 Buck 级电路 1 的两个输出端输出的两个电平 VP_inv和 VN_inv之间的关系如 表一所示 ： 0027 表一 0028 0029 表中 VDC表示电容 C1两端的电压幅值。 0030 本实施方式所述的简化的五相三电平电压源逆变器与传统的三电平中点箝位式 电压型逆变器类似， 该逆变器由两个串联电容器 C1和 C2供电， 每个电容上的电压均为电源 电压的一半 VDC。电容 C1和电容 C2的连接端 O 是直流电压的零电位点， 将 O 点作为参考点， 容易看出输出电平有三种 ： VDC， 0V， -VDC。根据表一的开关组合可以看出， 两电平电压型逆变 器的端口 P_inv 可以得到 VDC和 0V 两种电平， 端口 N_inv 可以得到 VDC， 0V 两种电平。为了 防止直流侧短路， 开关 S1和 S2， S3和 S4的控制信号均是互补的。 0031 具体实施方式四 ： 本实施方式与具体实施方式一所述的简化的五相三电平电压源 逆变器的进一步限定 ： 所述两电平电压型逆变级电路 2 为五相逆变器电路。 0032 本实施方式所述的五相逆变器电路的上桥臂由五个 IGBT 开关组成， 所述的五个 IGBT 开关分别为 Sap、 Sbp、 Scp、 Sdp和 Sep， 下桥臂也由五个 IGBT 开关组成， 分别为 San、 Sbn、 Scn、 说 明 书 CN 103117668 A 8 4/8 页 9 Sdn和 Sen。 0033 为防止直流侧短路， 本实施方式所述的五相逆变器电路的每个桥臂的上下两个开 关器件的控制信号也是互补的， 因此控制整个电路的开关器件只需生成 7 组互补的两路 PWM 控制信号。 0034 具体实施方式五 ： 参见图 6 说明本实施方式， 基于具体实施方式一所述的简化的 五相三电平电压源逆变器的矢量控制方法， 所述方法的具体过程为 ： 0035 步骤 1 ： 判断当前时刻参考电压矢量所处的扇区， 记该扇区为第 i 扇区， i 为 1 到 10 之间的自然数 ； 0036 步骤 2 ： 根据最近三矢量原则将第 i 扇区划分为 5 个区域， 分别记为 I 区， II 区， III 区， IV 区， V 区， 判断当前时刻参考电压矢量所属的区域， 并记该区域为 j 区， j 为 I、 II、 III、 IV 或 V ； 0037 步骤 3 ： 根据最近三矢量原则， 由步骤 2 确定的 j 区选择对应的三个基本合成矢 量 ； 0038 步骤 4 ： 计算步骤 3 得到三个基本合成矢量的作用时间 ； 0039 步骤 5 ： 根据步骤 4 得到的三个基本合成矢量的作用时间和三个基本合成矢量的 作用顺序对简化的五相三电平电压源逆变器的 7 组开关进行矢量控制。 0040 以上步骤中， 为了减小逆变器输出的谐波， 基本合成矢量通过参考电压矢量所处 的三角形区域来确定。 其中， 选择离参考电压矢量最近的三个基本合成矢量， 用来组成三角 形区域的两个以原点为顶点的邻边。这一原则简称最近三矢量原则。 0041 具体实施方式六 ： 参见图2和图3说明本实施方式， 本实施方式与具体实施方式五 所述的矢量控制方法的进一步限定， 所述步骤 1 所述的扇区的形成方法为 ： 将五相逆变器 电路的 93 个基本合成矢量按照幅值分为 7 组， 分别为 0 矢量、 幅值为 0.2472VDC的矢量、 幅 值为 0.4VDC的矢量、 幅值为 0.4944VDC的矢量、 幅值为 0.6472VDC的矢量、 幅值为 0.8VDC的矢 量和幅值为 1.2944VDC的矢量， 0042 将0矢量、 幅值为0.6472VDC的矢量和幅值为1.2944VDC的矢量作为有效工作矢量， 进行空间矢量合成， 0043 有效工作矢量将空间分成 10 个 36扇区， 分别编号为 1， 2， ， 10， 每个扇区均有 幅值为 0.6472VDC的矢量和幅值为 1.2944VDC的矢量， 相邻矢量之间的幅角差为 36。 0044 由于电路拓扑结构的限制， 两电平逆变器侧只有两个端子与三电平双 Buck 级相 连， 因此本实施方式所述的五相逆变器电路的电平组合中， 不能同时出现VDC、 0V和-VDC三种 电平， 在这种情况下， 两电平电压型逆变级电路的两电平组合有 93 种， 由此得到五相电压 的基本合成矢量有 93 个 ( 含 3 个零矢量和 90 个非零矢量 )， 空间矢量图如图 2 所不。 0045 将 0 矢量命名为矢量 ZV， 幅值为 0.2472VDC的矢量命名为矢量 SV1， 幅值为 0.4VDC 的矢量命名为矢量 SV2， 幅值为 0.4944VDC的矢量命名为矢量 MV1， 幅值为 0.6472VDC的矢量 命名为矢量 MV2， 幅值为 0.8VDC的矢量命名为矢量 LV1， 幅值为 1.2944VDC的矢量命名为矢量 LV2， 其中矢量 SV1， 矢量 SV2和矢量 MV2组均有冗余矢量， 且这 3 组矢量会带来中点电位不平 衡问题。 出于对扇区判断的简便性和提高电压调制比的考虑， 在实际应用中， 并不会将所有 的非零空间矢量进行参考电压矢量合成。本发明采用 ZV、 矢量 MV2和矢量 LV2进行空间矢 量合成， 有效工作矢量如图 3 所示， 图中 P、 O、 N 表示每相对应的电平分别为 VDC， 0V， -VDC。 说 明 书 CN 103117668 A 9 5/8 页 10 0046 本发明中的对参考电压矢量的合成是采用空间矢量 PWM 算法实现的。 0047 具体实施方式七 ： 本实施方式与具体实施方式六所述的矢量控制方法的进一步限 定， 所述步骤 1 所述的判断当前时刻参考电压矢量所处的扇区的方法为 ： 通过当前参考电 压矢量的直角坐标分量对参考电压所处的扇区进行判断。 0048 具体实施方式八 ： 本实施方式与具体实施方式七所述的矢量控制方法的进一步限 定， 所述通过当前时刻参考电压矢量的直角坐标分量对参考电压所处的扇区进行判断的方 法为 ： 通过直角坐标分解或者直接给出参考电压矢量的直角坐标分量 V和 V， 然后根据 0049 A0 Vcot(36 )-V 0050 A1 Vcot(72 )-V 0051 A2 -Vcot(36 )-V 0052 A3 -Vcot(72 )-V 0053 计算并判断参考电压矢量所处的扇区， 0054 当 V 0 时， 参考电压矢量所处的扇区号为 N 1+A0+A1+A2+A3； 0055 当 V 0 时， 参考电压矢量所处的扇区号为 N 6-(A3+A2+A1+A0)。 0056 因为判断扇区所采用的算法的计算量越小， 就越容易用编程实现， 实时性更好， 所 以本发明通过参考电压矢量的直角坐标分量进行扇区判断， 这种方式不需要进行大量实时 的三角函数计算， 计算量较小。 0057 具体实施方式九 ： 本实施方式与具体实施方式五所述的矢量控制方法的进一步限 定， 所述步骤 2 所述的判断参考电压矢量位于所属的区域的方法为 ： 0058 以幅值 0.6472VDC为单位对参考电压矢量进行归一化， 设归一化后参考电压矢量 的幅值为 Vref， 相角为 ， ACG 为 。 0059 根据几何关系有 tan 3tan18， 且有以下 4 个条件组合 0060 判断条件 1 ： 记 0061 l -18 0062 l 0 为真， 否则为假 ； 0063 判断条件 2 ： 记 0064 l1 Vrefcosl0-cos18 0065 l1 0 为真， 否则为假 ； 0066 判断条件 3 ： 记 0067 0068 l2 0 为真， 否则为假 ； 0069 判断条件 4 ： 记 0070 l3 Vrefsinl0-l2tan 0071 l3 0 为真， 否则为假。 0072 以上条件若为真则记为1， 假则记为0， 通过组合二进制数l0l1l2l3判断出参考电压 矢量位于所属扇区的区域 ： 0073 I 区域 ： l0l1l2l3=0000， 0001， 1000， 1001， 说 明 书 CN 103117668 A 10 6/8 页 11 0074 II 区域 ： l0l1l2l3 0100， 0101， 0111， 0075 III 区域 ： l0l1l2l3 1100， 1101， 1111， 0076 IV 区域 ： l0l1l2l3 0110， 0077 V 区域 ： l0l1l2l3 1111。 0078 由于扇区分布具有对称性， 其他扇区内区域的判断是类似的， 只是合成的矢量不 同而已。 0079 确定了参考矢量所在的区域之后， 则根据最近三矢量原则， 在不同的区域选择不 同的三个基本合成矢量。 0080 记 0 矢量为 O ， 幅角为 0的矢量 MV2为 M1， 幅角为 0的矢量 LV2为 L1， 幅角为 36的矢量 MV2为 M2， 幅角为 36的矢量 LV2为 L2， I、 II、 III、 IV 和 V 区域的三个基本合成 矢量组分别为 O ， M1， M2、 M1， M2， L1、 M1， M2， L2、 M1， L1， L2 和 M2， L1， L2。 0081 具体实施方式十 ： 本实施方式与具体实施方式五所述的矢量控制方法的进一步限 定， 所述步骤 4 所述的计算步骤 3 得到三个基本合成矢量的作用时间的方法为 ： 0082 设三个基本合成矢量的作用时间分别为 TA、 TB和 TC， 0083 根据求解， 获得 TA、 TB和 TC， 0084 式中 Ts 为采样周期， VA、 VB和 VC为三个基本合成矢量的幅值， A、 B和 C为三 个基本合成矢量的幅角。 0085 具体实施方式十一 ： 本实施方式与具体实施方式五所述的矢量控制方法的进一步 限定， 所述步骤 5 所述的三个基本合成矢量的作用顺序为 ： 奇数号扇区内不同区域的矢量 作用顺序， 如表二所示， 偶数号扇区内不同区域的矢量作用顺序， 如表三所示， 0086 表二 说 明 书 CN 103117668 A 11 7/8 页 12 0087 0088 表三 0089 0090 说 明 书 CN 103117668 A 12 8/8 页 13 0091 其中上标 “+” 和 “-” 分别表示正矢量和负矢量， 下标为 1 的矢量比下标为 0 的