一种三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法技术

本发明专利技术公开了一种三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法。本发明专利技术的控制方法根据中点电压的波动大小调整正负调制波的直流偏置和幅值，从而实现中点电位的平衡控制。本发明专利技术的控制方法实现简单，响应迅速，不损失直流电压利用率，且在中点电压不平衡情况下仍保证输出电压电流不出现谐波畸变，可以有效实现中点电位的平衡控制，保证开关器件安全，减小输出电压谐波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三电平直流-交流电能变换装置，具体涉及一种三电平直流-交流电能变换装置直流中点电位的控制方法。
技术介绍
多电平逆变器可以降低输出电压的谐波含量，减小开关器件的电压应力，在高压大功率场合得到了广泛的应用。其中三电平中点钳位型逆变器研究和应用最为广泛。三电平中点钳位型逆变器能够正常工作的前提条件是中点电压保持平衡。中点电压不平衡会导致输出电压电流谐波含量增加，若电压波动程度剧烈或出现较大稳态偏差，会导致桥臂开关管电压应力增加，可能使开关管过压损坏。当逆变器结构上存在不对称、控制上出现非理想因素、负载中存在较大的谐波电流和负序电流时，均会引起三电平中点钳位型逆变器中点电压不平衡。针对中点电压不平衡的问题，传统的有两大类方法，SVPWM方法和SPWM方法。SVPWM方法通常通过调节冗余小矢量实现中点电压平衡，计算非常复杂，且会使输出电压谐波增加。传统的SPWM方法通常通过注入零序电压实现中点电压平衡，同样计算复杂，且会导致直流电压利用率降低。目前三电平逆变器中点电压平衡方面还存在种种的问题，这些问题尚未得到解决。
技术实现思路
针对传统三电平逆变器所存在的中点电压平衡方面的问题，本专利技术提供了一种计算简单、快速均衡的三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法。具体而言，本专利技术提供了一种三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法，所述控制方法用于对三电平逆变器的直流中点电压进行平衡控制，所述三电平逆变器包括直流电源、直流侧稳压电容C1和C2、A相中点嵌位型桥臂、B相中点嵌位型桥臂、C相中点嵌位型桥臂，三个桥臂的中点均连接在直流侧稳压电容C1和C2的中点上，三个桥臂的正极性端均连接至所述直流电源的正极，负极性端均连接至所述直流电源的负极，交流端分别连接至负载的a、b、c端点，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)生成标准正弦调制波；(2)对所述标准正弦调制波进行非对称修正；(3)将修正后获得的非对称正弦调制波与载波进行比较；(4)基于比较结果生成驱动序列；(5)将所述驱动序列分别发送给三个桥臂的开关器件。进一步地，所述步骤(2)包括：(2.1)采集所述直流电源的电压Vdc；(2.2)采集所述直流侧稳压电容C1和C2二者的电压VC1、VC2，并计算得到中点电压差ΔV＝VC1-VC2；(2.3)在所述标准正弦调制波中加入零序分量ΔV/Vdc，得到部分修正调制波Vr1-1；(2.4)将所述调制波Vr1-1大于零的部分乘以系数Vdc/2Vc1，得到部分修正调制波Vr1-2；(2.5)将所述部分修正调制波Vr1-2小于零的部分乘以系数Vdc/2Vc2，得到非对称调制波Vr2，其表达式为： V r 2 a = ( m sin ( ω t ) + Δ V / V d c ) V d c 2 V c 1 m sin ( ω t ) + Δ V / V d c > 0 V r 2 a = ( m sin ( ω t ) + Δ V / V d c ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法，所述控制方法用于对三电平逆变器的直流中点电压进行平衡控制，所述三电平逆变器包括直流电源、直流侧稳压电容C1和C2、A相中点嵌位型桥臂、B相中点嵌位型桥臂、C相中点嵌位型桥臂，三个桥臂的中点均连接在直流侧稳压电容C1和C2的中点上，三个桥臂的正极性端均连接至所述直流电源的正极，负极性端均连接至所述直流电源的负极，交流端分别连接至负载的a、b、c端点，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)生成标准正弦调制波；(2)对所述标准正弦调制波进行非对称修正；(3)将修正后获得的非对称正弦调制波与载波进行比较；(4)基于比较结果生成驱动序列；(5)将所述驱动序列分别发送给三个桥臂的开关器件。

【技术特征摘要】
1.一种三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法，所述控制方法用于对三电平逆变器的直流中点电压进行平衡控制，所述三电平逆变器包括直流电源、直流侧稳压电容C1和C2、A相中点嵌位型桥臂、B相中点嵌位型桥臂、C相中点嵌位型桥臂，三个桥臂的中点均连接在直流侧稳压电容C1和C2的中点上，三个桥臂的正极性端均连接至所述直流电源的正极，负极性端均连接至所述直流电源的负极，交流端分别连接至负载的a、b、c端点，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)生成标准正弦调制波；(2)对所述标准正弦调制波进行非对称修正；(3)将修正后获得的非对称正弦调制波与载波进行比较；(4)基于比较结果生成驱动序列；(5)将所述驱动序列分别发送给三个桥臂的开关器件。2.根据权利要求1所述的三电平逆变器直流中点电压平衡控制方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：(2.1)采集所述直流电源的电压Vdc；(2.2)采集所述直流侧稳压电容C1和C2二者的电压VC1、VC2，并计算得到中点电压差ΔV＝VC1-VC2；(2.3)在所述标准正弦调制波中加入零序分量ΔV/Vdc，得到部分修正调制波Vr1-1；(2.4)将所述调制波Vr1-1大于零的部分乘以系数Vdc/2Vc1，得到部分修正调制波Vr1-2；(2.5)将所述部分修正调制波Vr1-2小于零的部分乘以系数Vdc/2Vc2，得到非对称调制波Vr2，其表达式为： V r 2 a = ( m s i n ( ω t ) + Δ V / V d c ) V d c 2 V c 1 m s i n ( ω t ) + Δ V / V d c > 0 V r 2 a = ( m s i n ( ω t ) + Δ V / V d c ) V d c 2 V c 2 m s i n ( ω t ) + Δ V / V d c < 0 ]]> V r 2 b = ( m s i n ( ω t - 2 / 3 π ) + Δ V / V d c ) V d c 2 V c 1 m s i n ( ω t - 2 / 3 π ) + Δ V / V ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，吴浩伟，李鹏，李小谦，邓磊，蔡凯，欧阳晖，姚川，姜波，李可维，周樑，金惠峰，邢贺鹏，李兴东，徐正喜，陈涛，魏华，雷秉霖，张辉睿，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42