[发明专利]一种基于载波层叠调制的模块化多电平变流器控制方法

摘要

本发明公开了一种基于载波层叠调制的模块化多电平变流器控制方法，具体地说就是由调制波和三角载波利用载波层叠调制策略产生相应的原始调制信号，并通过对每个桥臂子模块电容电压的检测确定电容电压最大值和最小值所分别对应的模块，最后根据一定的规则交换相应模块所对应的调制信号从而达到各子模块电容电压平衡。本发明可以实现各子模块电容电压平衡，且不会引起额外的开关动作。

主权项

一种基于载波层叠调制的模块化多电平变流器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取三相模块化多电平变流器每相交流侧的输出电压u_a、u_b及u_c，对三相模块化多电平变流器每相交流侧的输出电压u_a、u_b及u_c进行归一化处理，并根据归一化处理的结果确定三相模块化多电平变流器每相中上桥臂及下桥臂的调制波，其中，三相模块化多电平变流器每个桥臂包括N个子模块；2)数据控制器产生三角载波信号tril，得N层载波信号，其中，第i层载波信号通过三角载波信号tril与直流偏置相加得到，然后根据步骤1)得到的三相模块化多电平变流器每相中上桥臂及下桥臂的调制波以及各层载波信号通过载波层叠调制策略得N层原始调制信号；3)引入同步脉冲信号S_syn，然后在该同步脉冲信号S_syn的上升沿时采集三相模块化多电平变流器中各子模块电容电压，得各桥臂电容电压最大值及最小值对应的子模块M_max及子模块M_min；4)在一个开关周期内，当载波信号存在开通状态及关断状态时，载波信号为PWM信号，否则，载波信号为非PWM信号，则只有当前调制波与载波信号相交的该层调制信号为PWM信号，其余N‑1层调制信号均为非PWM信号，设当桥臂电流方向为对子模块电容充电时，桥臂电流的极性为正；当桥臂电流方向为子模块电容放电时，桥臂电流的极性为负，然后在同步脉冲信号S_syn上升沿时对模块化多电平变流器的桥臂电流进行采样，得到i_arm；5)当桥臂电流的极性为正，且桥臂电容电压最小的子模块M_MIN所对应的调制信号为关断状态时，则交换该子模块与当前PWM信号所分配子模块的调制信号；当桥臂电流的极性为负，且桥臂电容电压最大的子模块M_MAX所对应的调制信号为关断状态时，交换该子模块与当前PWM信号所分配子模块的调制信号；当桥臂电流的极性为正，且桥臂电容电压最大的子模块M_MAX所对应的调制信号为开通状态时，则交换该子模块与当前PWM信号所分配子模块的调制信号；当桥臂电流极性为负，且电容电压最小的子模块M_MIN所对应的调制信号为开通状态时，交换该子模块与当前PWM信号所分配子模块的调制信号，得N个最终调制信号，然后通过将所述N个最终调制信号作为开关信号分配给三相模块化多电平变流器各个桥臂中N个子模块的开关器件中进行模块化多电平变流器的电容电压平衡控制。