[发明专利]中点电位偏移情况下的三电平逆变器载波调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及三电平逆变器的调制方法，尤其涉及一种中点电位偏移情况下的三电平逆变器载波调制方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，三电平拓扑在电力电子中的应用越来越广泛，技术日趋成熟。三电平拓扑结构主要具有如下优点：(1)每个功率管承受的电压为直流侧的一半，更适合大容量高电压的场合；(2)可产生多层阶梯形输出电压，对阶梯波再作调制可以得到很好近似的正弦波，理论上提高电平数可接近标准正弦波形，可以有效地降低逆变器输出电压的谐波含量；(3)电磁干扰(EMI)问题大大减轻；(4)效率高，因为三电平逆变器可用较低频率进行开关动作，损耗小、效率提高。但三电平逆变器也有缺点，主要有：功率管数量增多，控制算法复杂，存在中点电位偏移的问题。

三电平控制系统的调制方法与两电平的调制方法有很多类似之处，有载波调制方法和空间矢量调制方法。载波调制方法是采用调制波与载波比较，输出逆变器的三相开关序列；空间矢量调制方法是计算每一个基本空间电压矢量作用时间，再按照规定顺序输出逆变器的三相开关序列。但在中点电位偏移的情况下，按传统方式进行矢量合成的空间矢量调制方法就不再适用，若要对中点电位进行控制，会使空间矢量调制算法变得更加复杂，不易实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中点电位偏移情况下的三电平逆变器载波调制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，中点电位偏移情况下的三电平逆变器载波调制方法，包括以下步骤：

(1)利用电压传感器采集直流侧上电容电压u_C1和下电容电压u_C2；

(2)给定电压u_d、u_q，通过Park反变换和Clark反变换，将两相电压u_d、u_q从两相旋转坐标系下变换至三相静止坐标系下，得到三相调制电压u_a、u_b、u_c，如下式：

$\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ -\frac{1}{2}& \frac{\sqrt{3}}{2}\\ -\frac{1}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}\\ u_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]$

(3)将由电压传感器采集的上电容电压u_C1和下电容电压u_C2作为载波调制中载波信号的峰值，u_C1为上载波的高度，u_C2为下载波的高度；

(4)将由坐标变换得到的u_x(x＝a，b，c)作为载波调制中的调制信号；