[发明专利]基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略

权利要求书

1. 基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于:

A．在传统空间电压矢量基础上，引入一个虚拟中矢量，通过小矢量和中矢量的重新组合，使得每个采样周期中流过中点的电流为零，形成新的空间电压矢量图；

B．以步骤A中组成的新的空间电压矢量图，以空间电压矢量的对称性为基础，以扇区A为例进行分析，判断参考电压矢量 所在扇区、小三角形区域以及各矢量的作用时间；

C．对步骤B中得到的各个矢量的作用时间进行重新分配，以达到减小中点电位波动的目的，引入电压调整系数，以达到对中点电位的准确补偿，根据检测到的中点电位偏差、三相输出电流和直流侧中点电流方向，分别得到基于电压调整系数值的计算方法和基于电压调整系数的准确补偿计算方法；

D．采用一种基于电容电压偏差的滞环比较控制方法，将步骤C中得到的两种计算方法进行切换调制。

2.如权利要求1所述的基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的步骤A中将小矢量和中矢量的重新组合方法为，

三电平逆变器在正常工作时，三相负载电流对称，将中矢量的作用时间均匀分配给两个小矢量和一个中矢量，则流入中点的电流可以表示成为；以此为基础，引入一个虚拟中矢量，小矢量和中矢量的组合后的电压矢量为：，。

3.如权利要求1基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的步骤B判断参考电压矢量所在扇区的方法为，利用在坐标轴上的投影分别为，利用的大小判断参考电压矢量所在扇区。

4.如权利要求1基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的步骤B中判断所在小三角形区域的方法为，判断所在小三角形区域，根据不同的角，计算出各分区边界到原点的长度，比较矢量模长与分区边界到原点的长度来确定参考电压矢量所在的小三角形区域。

5.如权利要求1基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的步骤B中计算各个矢量的作用时间的方法为，A扇区分为5个小三角形区域，当参考电压矢量位于落在A扇区的区时，根据三矢量合成法则，由基本电压矢量、、共同合成，此时参考电压矢量的合成关系，其中分别为基本电压矢量、、的作用时间，利用此关系式即可得出各个矢量的作用时间，由于空间电压矢量的对称性，在其他几个扇区的小三角形判定以及矢量作用时间的计算上与A扇区采用相同的办法。

6.如权利要求4基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的参考电压矢量为的计算方法为，各分区边界到原点的距离分别为，通过正弦定理可以求得其长度分别为，其中为直流侧电压，根据的大小来确定参考电压矢量所在小三角形区域。

7.如权利要求1基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的中点电位的准确补偿控制策略方法， 

步骤一：基于电压调整系数值的计算方法，采用调节成对小矢量作用时间的方法，来改变中点电流流入流出的时间并抑制直流侧中点电位的波动，引入小矢量电压调整系数对正、负小矢量的作用时间进行调节，以增强其对中点电流的控制能力，令，其中和分别为小矢量的正、负小矢量作用时间,值的选取原则依据在每个采样周期中检测得到的中点电压和电流的流向；

步骤二：基于电压调整系数值的准确补偿计算方法，引入电压调整系数和对两对冗余小矢量的作用时间进行调节，根据小矢量的作用和来决定和的取值，当参考电压矢量位于所示的小三角形区域时，存在两对冗余小矢量(ppo与oon)和(poo与onn)，令，其中和分别为和的正、负小矢量作用时间，、、，为小矢量的电压调整系数；

步骤三：步骤二中值的计算依据中点电流的平衡式，设逆变器的开关状态为式中，，当某一桥臂连接到中性点时，即，则该相输出端的电流会通过箝位二极管连接到了直流侧的电容中点，流入到中性点电流的瞬时值可以表示为

，使得流入流出中点的电流为零，即可使得中点电位不发生波动。

8.如权利要求1基于VSVPWM的三电平逆变器中点电位补偿平衡控制策略，其特征在于：所述的一种基于电容电压偏差的滞环比较控制方法，在一个控制周期中测得两个直流电容电压的偏差为，设定一个电容电压电压误差，如果电容电压的实际偏差，则采用基于电压调整系数值的计算方法，如果电容电压的实际偏差，则采用基于电压调整系数的准确补偿控制策略，由于两种方法都是基于虚拟空间电压矢量的调制方法，在小矢量作用时间的分配方式上是相同的。