逆變器空間矢量控制方法及裝置與流程

文檔序號：11875566閱讀：509來源：國知局

本發明涉及電力電子功率變換裝置控制領域，具體而言，涉及一種逆變器空間矢量控制方法及控制裝置。

背景技術：

逆變器是把直流電能轉變成交流電的裝置，由橋臂組成，在大功率不平衡負載場合，多電平多橋臂變換器獲得了越來越多的關注，但是控制算法復雜，開關頻率較大，功率管開關器件損耗大。

技術實現要素：

本發明為了解決上述問題中至少一個，提供了一種輸出電壓準確跟隨輸入電壓的變化，開關頻率小，開關損耗小的逆變器空間矢量控制方法及裝置；本發明的第一方面提供了一種逆變器空間矢量控制方法，包括，a)獲取相電壓值，對所述相電壓值取整，獲取相電壓整數值；b)根據獲取的相電壓值建立參考平面，將相電壓整數值與參考平面進行比較，并根據相鄰開關狀態組合之間，只有一相的狀態發生改變為原則，獲取參與電壓合成所需的基本作用矢量序列；c)利用伏秒平衡原理，計算基本作用矢量的占空比；d)根據相電壓整數值，確定參考橋臂在一個采用周期內狀態變換的最少次數；e)根據基本作用矢量序列、橋臂狀態的取值范圍和參考橋臂的狀態變換的最少次數，獲取參考橋臂的開關狀態以及狀態切換的時刻；f)根據基本作用矢量以及參考橋臂的狀態，獲取各相橋臂的開關狀態值；g)根據各相橋臂的開關狀態值與功率開關通斷狀態的關系，獲取控制各相橋臂功率器件和參考橋臂功率器件的開關信號。

進一步地，所述逆變器為三相四橋臂逆變器，所述參考橋臂為第四橋臂；所述基本作用矢量的數量四個。

進一步地，所述步驟a)中獲取相電壓值的步驟包括，獲取各相參考電壓值，將各相參考電壓標幺化，并將標幺化后的各相參考電壓加上正常數，獲得所述相電壓值。

進一步地，所述標幺化的步驟包括，將各相參考電壓值除以直流母線電壓值的一半，獲得標幺化后的各相參考電壓，將標幺化后的各相參考電壓加上2，獲得各相的所述相電壓值。

進一步地，所述相電壓值和相電壓整數值的數量為三組，所述步驟b)包括，根據各相的所述相電壓值和各相的相電壓整數值，建立三個參考平面，平面方程如下：其中v_an、v_bn、v_cn表示三相相電壓值，a、b、c表示三相相電壓整數值；將三相相電壓整數值與所述參考平面比較獲取四個基本作用矢量，過程如下：當v_bn-v_cn≤b-c且v_an-v_cn≥a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量以及矢量作用序列為：a，b，c→a+1，b，c→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c且v_an-v_cn≤a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a+1，b，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1。

進一步地，所述步驟c)包括：根據伏秒平衡原理，利用下列公式，計算四個基本作用矢量的占空比d₁、d₂、d₃和d₄：

其中，為基本作用矢量。

進一步地，所述步驟d)包括：根據三相相電壓整數值a，b，c的取值，確定第四橋臂在一個采樣周期內狀態變換的最少次數，以及第四橋臂的開關狀態S_no，過程如下：

當min{a,b,c}＝0且max{a,b,c}≤1時，S_no＝1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

當min{a,b,c}＝0且max{a,b,c}＝2時，S_no＝1和0，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內變換一次。當max{San,Sbn,Scn}＝2時，S_no＝1；當max{San,Sbn,Scn}＝3時，S_no＝0；

當min{a,b,c}＝1且max{a,b,c}≤2時，S_no＝0，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

當min{a,b,c}＝1且max{a,b,c}＝3時，S_no＝0和-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內變換一次；。當max{San,Sbn,Scn}＝3時，S_no＝0；當max{San,Sbn,Scn}＝4時，S_no＝-1；

當min{a,b,c}＝2時，S_no＝-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

當min{a,b,c}＝3時，S_no＝-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變。

進一步地，所述步驟f)包括：根據基本作用矢量{S_an,S_bn,S_cn}以及第四橋臂的狀態S_no，利用下式：

分別得到四個橋臂的開關狀態S_ao、S_bo、S_co和S_no。

進一步地，所述步驟g)包括：由橋臂開關狀態與功率開關管通斷之間的關系，得到控制四個橋臂功率器件的開關信號；當橋臂狀態為1時，橋臂上的第一功率開關器件和第二功率開關器件導通，第三功率開關器件和第四功率開關器件截止；

當橋臂狀態為0時，第二功率開關器件和第三功率開關器件導通，第一功率開關器件和第四功率開關器件截止；當橋臂狀態為-1時，第三功率開關器件和第四功率開關器件導通，第一功率開關器件和第二功率開關器件截止。

本發明另一方面提供了一種逆變器空間矢量控制裝置，包括：

相電壓整數值獲取模塊，所述相電壓整數值獲取模塊用于根據相電壓值，對所述相電壓值取整，獲取相電壓整數值；

基本作用矢量序列獲取模塊，所述基本作用矢量序列獲取模塊用于根據獲取的相電壓值建立參考平面，將相電壓整數值與參考平面進行比較，并根據相鄰開關狀態組合之間，只有一相的狀態發生改變為原則，獲取參與電壓合成所需的基本作用矢量序列；

矢量占空比獲取模塊，所述矢量占空比獲取模塊用于利用伏秒平衡原理，計算所述基本作用矢量的占空比；

參考橋臂狀態變換次數獲取模塊，所述參考橋臂狀態變換次數獲取模塊用于，根據相電壓整數值，確定參考橋臂在一個采用周期內狀態變換的最少次數；

參考橋臂開關狀態以及狀態切換時刻獲取模塊，所述參考橋臂開關狀態以及狀態切換時刻獲取模塊用于根據基本作用矢量序列、橋臂狀態的取值范圍和參考橋臂的狀態變換的最少次數，獲取參考橋臂的開關狀態以及狀態切換的時刻；

各相橋臂開關狀態值獲取模塊，所述各相橋臂開關狀態值獲取模塊用于根據基本作用矢量以及參考橋臂的狀態，獲取各相橋臂的開關狀態值；

功率器件開關信號獲取模塊，所述功率器件開關信號獲取模塊用于根據各相橋臂的開關狀態值與功率開關通斷狀態的關系，獲取控制各相橋臂功率器件和參考橋臂功率器件的開關信號。

本發明提供的逆變器空間矢量控制方法和控制裝置，使得控制系統運行時，輸出電壓準確跟隨輸入電壓的變化，并且使開關頻率較小，優選保證開關頻率最小，以減小開關損耗。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中：

圖1為本發明逆變器空間矢量控制方法實施例的流程示意圖；

圖2為本發明實施例中的三電平四橋臂逆變器的拓撲結構示意圖；

圖3為本發明逆變器空間矢量控制方法實施例的流程示意圖；

圖4為本發明實施例中橋臂狀態切換示意圖；

圖5為本發明實施例中橋臂狀態切換示意圖；

圖6為本發明實施例中a相參考電壓波形示意圖；

圖7為本發明實施例中a相輸出電壓波形示意圖；

圖8為本發明逆變器空間矢量控制裝置實施例的結構示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

在大功率不平衡負載場合，多電平四橋臂變換器獲得了越來越多的關注。其中NPC四橋臂變換器在NPC三橋臂變換器的基礎上增加了一個與前三個橋臂結構相同的橋臂，空間矢量由27個增加為81個，使得控制算法變得更加復雜和多樣。

針對NPC四橋臂變換器的運行與控制，有解耦控制和3D-SVM算法，其中基于abc坐標系的3D-SVM方法，無需坐標變換，電壓跟隨性能好，其在電力電子領域中的應用體現出了巨大的優勢。該類算法基于abc自然坐標系，在空間建立逆變器的三維數學模型，利用伏秒平衡原理，合成參考矢量。

三維空間矢量具有冗余分量，其對輸出電流沒有影響，但會影響開關序列，進而影響開關頻率。

本發明提供了一種優化的3D-SVM方法，使得控制系統運行時，輸出電壓準確跟隨輸入電壓的變化，并且使開關頻率最小，以減小開關損耗。

實施例一

如圖1所示，本發明提供了一種逆變器空間矢量控制方法，包括，

S101獲取相電壓值，對所述相電壓值取整，獲取相電壓整數值。

S102根據獲取的相電壓值建立參考平面，將相電壓整數值與參考平面進行比較，并根據相鄰開關狀態組合之間，只有一相的狀態發生改變為原則，獲取參與電壓合成所需的基本作用矢量序列。保證了開關狀態改變較小，從而保證了開關器件的開關頻率較小，減少了開關功耗，也保證了功率開關器件的使用壽命。

S103利用伏秒平衡原理，計算基本作用矢量的占空比。

S104根據相電壓整數值，確定參考橋臂在一個采用周期內狀態變換的最少次數。保證了參考橋臂的功率器件的變換次數少，變化頻率小。

S105根據基本作用矢量序列、橋臂狀態的取值范圍和參考橋臂的狀態變換的最少次數，獲取參考橋臂的開關狀態以及狀態切換的時刻。S106根據基本作用矢量以及參考橋臂的狀態，獲取各相橋臂的開關狀態值。

S107根據各相橋臂的開關狀態值與功率開關通斷狀態的關系，獲取控制各相橋臂功率器件和參考橋臂功率器件的開關信號。

本發明提供的逆變器空間矢量控制方法，輸出電壓準確跟隨輸入電壓的變化，并且使開關頻率最小，以減小開關損耗。

本發明實施例所述逆變器為三相四橋臂逆變器，三電平四橋臂逆變器的拓撲結構圖如圖2所示，圖中，Vdc為直流母線電壓，a、b、c、n為四個橋臂的輸出端，Sj1、Sj2、Sj3和Sj4(j＝a，b，c，n)為每個橋臂上的四個功率開關器件。所述參考橋臂為第四橋臂；所述基本作用矢量的數量四個。當然，本發明的實施方式，所述逆變器不僅限于三相四橋臂逆變器，還可運用于五相逆變器。

所述步驟S101中獲取相電壓值的步驟包括，獲取各相參考電壓值，將各相參考電壓標幺化，并將標幺化后的各相參考電壓加上正常數，獲得所述相電壓值。這樣，使得計算方便，運算量少。所述標幺化的步驟包括，將各相參考電壓值除以直流母線電壓值的一半，獲得標幺化后的各相參考電壓，將標幺化后的各相參考電壓加上2，獲得各相的所述相電壓值。

進一步地，針對三相逆變器中的運用，所述相電壓值和相電壓整數值的數量為三組，所述步驟S102包括，根據各相的所述相電壓值和各相的相電壓整數值，建立三個參考平面，平面方程如下：其中v_an、v_bn、v_cn表示三相相電壓值，a、b、c表示三相相電壓整數值；將三相相電壓整數值與所述參考平面比較獲取四個基本作用矢量，過程如下：

當v_bn-v_cn≤b-c且v_an-v_cn≥a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量以及矢量作用序列為：a，b，c→a+1，b，c→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c且v_an-v_cn≤a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a+1，b，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1。

進一步地，所述步驟S103包括：根據伏秒平衡原理，利用下列公式，計算四個基本作用矢量的占空比d₁、d₂、d₃和d₄：

其中，為基本作用矢量。

進一步地，所述步驟S104包括：根據三相相電壓整數值a，b，c的取值，確定第四橋臂在一個采樣周期內狀態變換的最少次數，以及第四橋臂的開關狀態S_no，過程如下：

當min{a,b,c}＝0且max{a,b,c}≤1時，S_no＝1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

當min{a,b,c}＝0且max{a,b,c}＝2時，S_no＝1和0，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內變換一次。當max{San,Sbn,Scn}＝2時，S_no＝1；當max{San,Sbn,Scn}＝3時，S_no＝0；

當min{a,b,c}＝1且max{a,b,c}≤2時，S_no＝0，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

當min{a,b,c}＝2時，S_no＝-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

當min{a,b,c}＝3時，S_no＝-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變。

進一步地，所述步驟S106包括：根據基本作用矢量{S_an,S_bn,S_cn}以及第四橋臂的狀態S_no，利用下式：

分別得到四個橋臂的開關狀態S_ao、S_bo、S_co和S_no。

進一步地，所述步驟S107包括：由橋臂開關狀態與功率開關管通斷之間的關系，得到控制四個橋臂功率器件的開關信號；當橋臂狀態為1時，橋臂上的第一功率開關器件Sj1和第二功率開關器件Sj2導通，第三功率開關器件Sj3和第四功率開關器件Sj4截止；

當橋臂狀態為0時，如圖2所示，第二功率開關器件Sj2和第三功率開關器件Sj3導通，第一功率開關器件Sj1和第四功率開關器件Sj4截止；當橋臂狀態為-1時，第三功率開關器件Sj3和第四功率開關器件Sj4導通，第一功率開關器件Sj1和第二功率開關器件Sj2截止。本發明中功率開關器件可為晶閘管、功率場效應管MOSFET、BJT晶體管、IGBT場效應晶體管，當為N型時，高電平時，開關器件導通，低電平時，開關器件截止；當為P 型時，高電平時，開關器件截止，低電平時，開關器件導通。

本發明實施例中的控制方法在大功率不平衡負載作用下，能夠優化開關序列，合理選擇四個橋臂開關狀態，準確跟隨參考電壓矢量，保證開關頻率最小，減小開關損耗。且系統運行中不需要坐標變換。算法簡單，易于實現。

實施例二

如圖3所示，本發明實施例提供了一種逆變器空間矢量控制方法，其包括以下步驟：S201將三相參考電壓標幺化，并將標幺化后的數值加上一個正的常數，得到大于零的三相電壓。

S202將步驟S201得到的三相電壓取整，得到參考電壓矢量所在小立方體的原點坐標。

S203在小立方體中，建立三個參考平面，通過比較，得到參與電壓合成所需的四個基本作用矢量。

S204以相鄰開關狀態組合之間，只有一相的狀態發生改變為原則，確定開關序列。

S205利用伏秒平衡原理，計算四個基本作用矢量占空比；S206根據步驟S202得到的原點坐標，確定第四橋臂在一個采樣周期內狀態變換的最少次數。

S207根據開關序列中每個作用矢量的數值，和橋臂狀態的取值范圍，以及步驟S206得到的第四橋臂狀態變換次數，得到第四橋臂的開關狀態以及狀態切換的時刻。

S208根據基本作用矢量以及第四橋臂的狀態，分別得到四個橋臂的開關狀態。

S209由橋臂開關狀態與功率開關管通斷之間的關系，得到控制四個橋臂功率器件的開關信號。

下面結合具體的實例和附圖對本發明做進一步詳述。三電平四橋臂逆變器的拓撲結構圖如圖2所示，圖中，V_dc為直流母線電壓，a、b、c、n為四個橋臂的輸出端，S_j1、S_j2、S_j3和S_j4(j＝a，b，c，n)為每個橋臂上的四個功率開關器件。

將三相參考電壓v_refa、v_refb和v_refc按照下式進行變換，變換后得到的三相電壓v_an、v_bn和v_cn取值區間為[0,4]：

將三相電壓v_an、v_bn和v_cn的整數部分作為參考電壓矢量所在小立方體的原點坐標a、b

和c：

建立三個參考平面，平面方程如下：

通過與三個參考平面比較，得到參與電壓合成所需的四個基本作用矢量；以相鄰開關狀態組合之間，只有一相的狀態發生改變為原則，確定開關序列，分成以下六種情況：

①當v_bn-v_cn≤b-c且v_an-v_cn≥a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量以及矢量作用序列為：

a，b，c→a+1，b，c→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1

②當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1

③當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1

④當v_bn-v_cn≥b-c且v_an-v_cn≤a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1

⑤當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1

⑥當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a+1，b，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1

根據伏秒平衡原理，利用下列公式，計算四個基本作用矢量的占空比d₁、d₂、d₃和d₄：

其中，為基本作用矢量。

根據小立方體原點坐標a，b，c的取值，確定第四橋臂在一個采樣周期內狀態變換的最少次數，以及第四橋臂的開關狀態S_no。分成以下六種情況：

①當min{a,b,c}＝0且max{a,b,c}≤1時，S_no＝1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

②當min{a,b,c}＝0且max{a,b,c}＝2時，S_no＝1和0，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內變換一次。當max{S_an,S_bn,S_cn}＝2時，S_no＝1；當max{S_an,S_bn,S_cn}＝3時，S_no＝0；

③當min{a,b,c}＝1且max{a,b,c}≤2時，S_no＝0，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

④當min{a,b,c}＝1且max{a,b,c}＝3時，S_no＝0和-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內變換一次；。當max{S_an,S_bn,S_cn}＝3時，S_no＝0；當max{S_an,S_bn,S_cn}＝4時，S_no＝-1；

⑤當min{a,b,c}＝2時，S_no＝-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變；

⑥當min{a,b,c}＝3時，S_no＝-1，第四橋臂開關狀態在一個采樣周期內保持不變。

例如：當開關序列為001→011→012→112時，其滿足上述的第一種情況，第四橋臂狀態為1，則由四個橋臂狀態組成的開關序列為：-1-101→-1001→-1011→0011，圖4為一個采樣周期內，四個橋臂的狀態切換圖。從圖中可以看出，在一個采樣周期內，前三個橋臂的狀態各變換一次，第四橋臂狀態保持不變。

當開關序列為002→102→112→113時，其滿足上述的第二種情況，則由四個橋臂狀態組成的開關序列為：-1-111→0-111→0011→-1-110，圖5為此情況下，四個橋臂的狀態切換圖。從圖中可以看出，在一個采樣周期內，a和b相橋臂的狀態各變換兩次，c相橋臂狀態不變，n相橋臂狀態變換一次。

根據基本作用矢量{S_an,S_bn,S_cn}以及第四橋臂的狀態S_no，分別得到四個橋臂的開關狀態S_ao、S_bo、S_co和S_no：

由橋臂開關狀態與功率開關管通斷之間的關系，得到控制四個橋臂功率器件的開關信號。

當橋臂狀態為1時，橋臂上的功率開關器件S_j1和S_j2導通，S_j3和S_j4截止；

當橋臂狀態為0時，S_j2和S_j3導通，S_j1和S_j4截止；

當橋臂狀態為-1時，S_j3和S_j4導通，S_j1和S_j2截止；

由此得到16路脈沖信號，控制四個橋臂上功率開關器件的通斷，使輸出電壓跟隨輸入參考電壓的變化。圖6為a相參考電壓波形和圖7為a相輸出電壓的波形。從圖中，可看出跟隨性較好。

實施例三

如圖8所示，本發明提供了一種逆變器空間矢量控制裝置100，包括相電壓整數值獲取模塊101，所述相電壓整數值獲取模塊101用于根據相電壓值，對所述相電壓值取整，獲取相電壓整數值；基本作用矢量序列獲取模塊102，所述基本作用矢量序列獲取模塊102用于根據獲取的相電壓值建立參考平面，將相電壓整數值與參考平面進行比較，并根據相鄰開關狀態組合之間，只有一相的狀態發生改變為原則，獲取參與電壓合成所需的基本作用矢量序列；矢量占空比獲取模塊103，所述矢量占空比獲取模塊103用于利用伏秒平衡原理，計算所述基本作用矢量的占空比；參考橋臂狀態變換次數獲取模塊104，所述參考橋臂狀態變換次數獲取模塊104用于，根據相電壓整數值，確定參考橋臂在一個采用周期內狀態變換的最少次數；參考橋臂開關狀態以及狀態切換時刻獲取模塊105，所述參考橋臂開關狀態以及狀態切換時刻獲取模塊105用于根據基本作用矢量序列、橋臂狀態的取值范圍和參考橋臂的狀態變換的最少次數，獲取參考橋臂的開關狀態以及狀態切換的時刻；各相橋臂開關狀態值獲取模塊106，所述各相橋臂開關狀態值獲取模塊106用于根據基本作用矢量以及參考橋臂的狀態，獲取各相橋臂的開關狀態值；功率器件開關信號獲取模塊107，所述功率器件開關信號獲取模塊107用于根據各相橋臂的開關狀態值與功率開關通斷狀態的關系，獲取控制各相橋臂功率器件和參考橋臂功率器件的開關信號。

進一步地，所述逆變器為三相四橋臂逆變器，所述參考橋臂為第四橋臂；所述基本作用矢量的數量四個。

進一步地，所述相電壓整數值獲取模塊101還用于獲取各相參考電壓值，將各相參考電壓標幺化，并將標幺化后的各相參考電壓加上正常數，獲得所述相電壓值。所述標幺化的步驟包括，將各相參考電壓值除以直流母線電壓值的一半，獲得標幺化后的各相參考電壓，將標幺化后的各相參考電壓加上2，獲得各相的所述相電壓值。

進一步地，所述相電壓值和相電壓整數值的數量為三組，所述基本作用矢量序列獲取模塊102還用于，根據各相的所述相電壓值和各相的相電壓整數值，建立三個參考平面，平面方程如下：其中v_an、v_bn、v_cn表示三相相電壓值，a、b、c表示三相相電壓整數值；將三相相電壓整數值與所述參考平面比較獲取四個基本作用矢量，過程如下：

當v_bn-v_cn≤b-c且v_an-v_cn≥a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量以及矢量作用序列為：a，b，c→a+1，b，c→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a+1，b，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≤b-c，v_an-v_cn≤a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b，c+1→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c且v_an-v_cn≤a-c時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a，b+1，c+1→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≥b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a，b+1，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1；

當v_bn-v_cn≥b-c，v_an-v_cn≥a-c且v_bn-v_an≤b-a時，合成參考電壓矢量的四個基本作用矢量，以及矢量作用序列為：

a，b，c→a+1，b，c→a+1，b+1，c→a+1，b+1，c+1。

進一步地，所述矢量占空比獲取模塊103還用于，根據伏秒平衡原理，利用下列公式，計算四個基本作用矢量的占空比d₁、d₂、d₃和d₄：