[发明专利]基于功率因数角的中点电压平衡控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于功率因数角的中点电压平衡控制系统及方法。该系统包括多电平逆变器和数字处理控制模块，其中数字处理控制模块包括采样单元、闭环控制单元、数字锁相环单元、中点电压控制单元和SPWM脉宽调制单元。采样单元采集多电平逆变器的直流母线电压信号、直流母线中点电压信号、多电平逆变器输出的三相电压和三相电流信号，经闭环控制单元处理得到三相调制波、经数字锁相环单元运算得到功率因数角；三相调制波、功率因数角和直流母线中点电压信号经中点电压控制单元处理得到新的三相调制波，然后经SPWM脉宽调制单元处理得到脉宽调制控制信号，该信号经驱动电路控制多电平逆变器每相开关管的工作状态。本发明方法能够降低中点电压的低频脉动幅值、实现中点电压平衡。

主权项

一种基于功率因数角的中点电压平衡控制系统，其特征在于，包括多电平逆变器和数字处理控制模块，其中数字处理控制模块包括采样单元、闭环控制单元、数字锁相环单元、中点电压控制单元和SPWM脉宽调制单元；所述采样单元分别采集多电平逆变器的直流母线电压信号、直流母线中点电压信号、多电平逆变器输出的三相电压信号、多电平逆变器输出的三相电流信号；SPWM脉宽调制单元的输出端经驱动电路接入多电平逆变器每相桥臂各个开关管；在每个开关周期内，数字处理控制模块的采样单元分别采集多电平逆变器的直流母线电压信号、直流母线中点电压信号、多电平逆变器输出的三相电压信号、多电平逆变器输出的三相电流信号；采集到的信号经闭环控制单元处理得到三相调制波V_a、V_b、V_c；采样单元采集到的相电压、相电流信号经数字锁相环单元处理得到相电压、相电流的相角差即功率因数角；闭环控制单元得到的三相调制波、数字锁相环单元得到的功率因数角、采样单元得到的直流母线中点电压信号经中点电压控制单元处理得到新的三相调制波V'_a、V'_b、V'_c，该三相调制波经SPWM脉宽调制单元处理得到脉宽调制控制信号，所述脉宽调制控制信号经驱动电路控制多电平逆变器每相开关管的工作状态，从而降低多电平逆变器直流母线中点电压低频脉动幅值、实现中点电压平衡。