[发明专利]一种三电平变频器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频器控制方法，尤其涉及一种三电平变频器控制方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展和国家对节能增效的日益关注，多电平变频器正成为功率电源、电机驱动和电力系统变流等应用领域中最为热门的研究方向之一。多电平变频器输出电平数增多，输出电压波形正弦度高，谐波含量低，对负载du/dt和di/dt较小，系统运行可靠性大幅上升。

实现变频器输出波形正弦化的脉宽调制（简称PWM）控制算法是变频器系统控制的核心算法之一。常用的PWM算法有特定谐波消除法、优化目标函数法、滞环电流控制法、载波调制法以及空间矢量PWM等。载波调制法计算量相对较小，但调制度只能达到1，无法实现对母线电压的充分利用；电压空间矢量算法电压利用率较高，但多电平的电压空间矢量PWM计算量随着电平数的增多急剧增大，在一些高性能场合，庞大的计算量限制了多电平变频器的发展。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要提供一种：电压空间矢量算法电压利用率较高，需要较少计算量的三电平变频器控制方法。

技术方案：本发明的目的是这样实现的：该方法包括以下步骤：

a.确定用于控制三电平变频器输出电压的a、b、c三相参考电压的瞬时标幺值根据三电平变频器是否需要进行中点电位平衡控制以及中点电位偏差值对三相参考电压进行修正；

b.分别根据三相参考电压的瞬时标幺值计算出三相脉冲序列切换标志F_a，F_b，F_c；

c.计算三相虚拟电压空间矢量的作用时间t_a，t_b，t_c；

d.三电平虚拟电压空间矢量图由三相各自的虚拟电压空间矢量叠合而成，为确定三相脉冲各自的作用序列，根据三相虚拟电压空间矢量的作用时间，结合三相脉冲序列切换标志F_a，F_b，F_c对最终输出的脉冲序列进行重新组合排序；

e.变频器控制脉冲的产生生成由硬件实现，采用TI公司的DSP实现算法，并由其内部自带的硬件单元实现脉冲的生成，将计算所得的作用时间装载入硬件单元后，硬件单元自动根据需要产生控制脉冲；

所述的三相脉冲序列切换标志F_a，F_b，F_c的计算方法如下：

1）三电平变频器的拓扑有二极管钳位式和级联式两种：

a、在三电平变频器拓扑结构为二极管钳位式时，直流侧上、下两个电容上的电压在运行过程中有变动，具有中点电位的偏差，对中点电位进行控制，具体措施如下：

在对三相参考电压进行修正时，如果中性点电位低于正常值，则对三相参考电压瞬时值分别加一修正量反之，则同时减去修正量

修正量的大小根据下式进行计算--式1

其中，ΔV_dc为实际的中点电位偏差标幺值，V_{err_tol}为允许的中点电位偏差标幺值；

b、三电平变频器拓扑结构为级联式时，得到三相参考电压的瞬时标幺值之后，即可判断三相参考电压瞬时值的极性，当时令F_a＝1；当时令F_a＝2；同理计算相电压符号变量F_b、F_c。

所述的计算虚拟电压空间矢量的作用时间，其计算方法如下：

a相的虚拟电压空间矢量的作用时间t_a为：

ta=Va_ref*·TsVdc]]>

其中为修正后的参考电压瞬时标幺值，V_dc为母线电压标幺值，T_s为调制周期，t_a为a相虚拟电压空间矢量的作用时间；