[发明专利]一种三电平变流器中点电位平衡的非连续脉宽调制方法

摘要

本发明公开了一种三电平变流器中点电位平衡的非连续脉宽调制方法，包括：1、采集三电平变流器直流侧上下电容电压、三相输出电压、三相电流；2、比较三电平变流器三相输出电压的大小关系；3、计算出不同钳位方式下的中点电流；4、根据瞬时中点电位、调制度以及计算得到的中点电流选择合适的钳位方式控制中点电位；5、根据所选择的钳位方式，选择相应的载波模式，获得三相开关序列。本发明能够有效控制三电平变流器的中点电位，减小功率器件的开关损耗，从而实现三电平变流器的优化控制。

主权项

1.一种三电平变流器中点电位平衡的非连续脉宽调制方法，其特征在于按如下步骤进行：步骤1、利用电压传感器和电流传感器分别采集所述三电平变流器的直流侧上下电容电压uC1,uC2，三相输出电压uA、uB、uC和三相电流iA、iB、iC；步骤2、利用式(1)比较所述三电平变流器的输出三相电压uA、uB、uC的大小，得到所述三电平变流器的输出三相电压uA、uB、uC中最大电压umax、最小电压umin和中间电压umid：将式(1)中的最大电压umax所对应的相，记为umax相；最小电压umin所对应的相，记为umin相，中间电压umid所对应的相，记为umid相；步骤3、根据调制度m将umax相钳位至正母线或中线，将umin相钳位至负母线或中线；当m>0.5时，根据式(2)将umax相钳位至正母线，并记为DPWM_max钳位方式，从而获得如式(4)所示的DPWM_max钳位方式下的中点电流i0,max；根据式(3)将umin相钳位至负母线，并记为DPWM_min钳位方式，从而获得如式(5)所示的DPWM_min钳位方式下的中点电流i0,min：式(2)和式(3)中，u′max,u′mid,u′min分别表示所述三电平变流器注入共模电压ucom后的调制电压；式(4)和式(5)中，p表示所述三电平变流器的输出功率，并有：p＝uAiA+uBiB+uCiC＝u′AiA+u′BiB+u′CiC；udc为变流器直流侧电压，并有：udc＝uC1+uC2；uC1表示直流侧上电容电压，uC2表示直流侧下电容电压；步骤4、当m<0.5时，根据式(6)将umin相钳位至中线，并记为DPWM_mid1钳位方式，从而获得如式(8)所示的DPWM_mid1钳位方式下的中点电流i0,mid1；根据式(7)将umax相钳位至中线，并记为DPWM_mid2钳位方式，从而获得如式(9)所示的DPWM_mid2钳位方式下的中点电流i0,mid2：步骤5、根据调制度m、直流侧上下电容电压uC1,uC2以及式(4)、式(5)、式(8)、式(9)计算得到的i0,max、i0,min、i0,mid1和i0,mid2，按照选取原则选择能够使上下电容电压平衡的钳位方式；所述选取原则为：若uC1＞uC2，则选择使中点电位升高的钳位方式，即选择计算得到的i0,max、i0,min、i0,mid1和i0,mid2中最大值所对应的钳位方式；反之，若uC1＜uC2，则选择使中点电位降低的钳位方式，即选择计算得到的i0,max、i0,min、i0,mid1和i0,mid2中最小值所对应的钳位方式；步骤6、根据所选择的钳位方式，选择相应的载波模式，并计算出三相开关序列，从而实现对所述三电平变流器的控制。