[发明专利]一种模块化多电平逆变器及其无差拍控制方法

摘要

本发明公开了一种模块化多电平逆变器及其无差拍控制方法。以模块化多电平逆变器的A相为例：通过采集SM子模块中电容电压U_ci，求和取平均得到U_c之后，将给定的电容电压参考值U_cref与U_c作差后经过PI调节器获得A相环流的参考值I_cirref，再根据A相环流的参考值I_cirref以及给定的A相输出电流的参考值I_aref计算得到A相上、下桥臂的调制电压U_pref、U_nref，最后根据U_pref、U_nref采用最优电平逼近进行调制，得到A相各子模块的控制脉冲信号。本发明相对于传统的控制方法而言，减少了系统中大量的PI环节，简化了控制过程，减少了调试时间，降低了运算复杂度，加快了响应速度。

主权项

一种模块化多电平逆变器，其特征在于，采用三相六桥臂拓扑结构，每相包括上、下两个桥臂，每个桥臂由N个SM子模块和1个电感L串联而成，上桥臂和下桥臂连接点引出相线；三条相线接入公共电网；每相上桥臂的N个SM子模块依次记为SM_p1,SM_p2,…,SM_pN；每相下桥臂的N个SM子模块依次记为SM_n1,SM_n2,…,SM_nN；每个SM子模块是一个半桥变流器，由两个IGBT管T1和T2、两个二极管D1和D2和一个电容C构成；其中，IGBT管T1的发射极与IGBT管T2的集电极相连并构成SM的正端，IGBT管T1的集电极与电容C的正极相连，IGBT管T2的发射极与电容的负极相连并构成SM的负端；D1与T1反向并联，D2与T2反向并联；IGBT管T1和T2的门极均接收控制脉冲信号；每相上桥臂的N个SM子模块和1个电感L依次串联，即SM_p1的正端与直流侧正极相连；处于中间的SM_pi的正端与SM_p(i‑1)的负端相连，SM_pi的负端与SM_p(i+1)的正端相连，i＝2，3，…，N‑1；SM_pN负端与电感L一端相连，电感L另一端引出相线；每相下桥臂的电感L和N个SM子模块依次串联，即电感L一端引出相线，电感L另一端与SM_n1正端相连；处于中间的SM_ni的正端与SM_n(i‑1)的负端相连，SM_ni的负端与SM_n(i+1)的正端相连，i＝2，3，…，N‑1；SM_nN负端与直流侧负极相连；直流侧电源中点接地。