[发明专利]一种基于载波幅移的NPC型三电平逆变器中点电压控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于载波幅移的NPC型三电平逆变器中点电压控制方法。

背景技术

与传统的两电平逆变器相比，二极管箝位式(NPC)三电平逆变器具有对开关器件耐压等级要求低、等效开关频率高、输出波形谐波小的优点，因此在中高压大功率变换电路中得到广泛的应用。但是中点电位平衡问题是其固有的突出问题。中点电位的不平衡将会提高输出电压的谐波，而且还会损坏开关器件和滤波电容。

直流母线电容参数不一致，负载不平衡以及不同的调制策略都有可能引起中点电压不平衡。目前中点电压平衡的控制策略主要有两种：一种是基于空间矢量的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法，另一种是注入零序分量的正弦脉宽调制(SPWM)方法。在SVPWM调制方法中，重新分配冗余小矢量的作用时间是最常用的中点电压控制方法，但是这种方法平衡能力有限，冗余矢量和中点电压的关系也很复杂，同时SVPWM方法算法复杂，运算量大，不利于向更高电平逆变器扩展。在SPWM调制方法中，中点电压平衡的算法绝大部分是基于调制波的，主要通过向调制波中注入特定的零序分量来实现中点电压的平衡控制。但是零序分量的选取需要很高的技巧，零序分量的计算往往需要三相参考电压，输出电流，直流母线电容电压以及电容值等参数，大量的参数使零序分量的计算变得复杂，也不利于实时控制系统的实现，同时增加了成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于载波幅移的三电平逆变器中点电压控制方法，通过保持调制波和上下载波频率不变，改变上下载波的幅值，来实现中点电位的平衡，该方法具有计算简单，实现容易的优点。

一种基于载波幅移的NPC型三电平逆变器中点电压控制方法，具体为：实时调整载波幅值调节系数从而调节载波幅值，将幅值调节后得到的载波与调制波进行比较输出PWM信号，以控制逆变器的开关管工作状态；

所述载波幅值按照如下方式调节：

令NPC型三电平逆变器的上、下载波的幅值分别表示为1+K×m和1-K×m，K为载波幅值调节系数，m为调制比；

在时，若U_np大于U_dc/2，则-1≤K＜0且U_np与U_dc/2之间的差值越大则K的绝对值越大，若U_np等于U_dc/2，则K＝0，若U_np小于U_dc/2，则0＜K≤1且U_np与U_dc/2之间的差值越大则K越大；

在时，若U_np大于U_dc/2，则0＜K≤1且U_np与U_dc/2之间的差值越大则K越大，若U_np等于U_dc/2，则K＝0，若U_np小于U_dc/2，则-1≤K＜0且U_np与U_dc/2之间的差值越大则K的绝对值越大；

其中，为功率因数角，U_np为逆变器中点电压，U_dc为直流母线电压。

一种基于载波幅移的NPC型三电平逆变器中点电压控制方法，具体为：实时调节调制波调节系数从而调节调制波，将调节后得到的调制波与载波进行比较输出PWM信号，以控制逆变器的开关管工作状态；