一种基于制造技术

本申请提供了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于VSVPWM的三电平逆变器的改进方法


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种基于
VSVPWM
的三电平逆变器的改进方法
。

技术介绍

[0002]电力电子技术在低压小功率设备中，相关的技术已经趋于完备
。
但是，在高压大功率的领域中，还有待于进一步的研究完善
。
[0003]与传统的两电平逆变器相比，多电平逆变器具有许多优点，被应用于各种高压大功率领域
。
三电平逆变器是中高压系统的主要实现方式，常被应用于光伏
、
风电及储能系统中，具有广阔的应用前景
。
[0004]现有技术中，三电平逆变器存在中点电位波动和共模电压问题
。
若不对其进行抑制，轻则导致逆变器的输出特性变差，逆变侧谐波增加，重则导致系统故障，引发设备和人身安全问题
。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术的上述缺点
、
不足，本申请提供一种基于
VSVPWM
的三电平逆变器的改进方法，通过将坐标变换到
60
°
坐标系，减小了
VSVPWM
算法的运算量；通过重新定义虚拟矢量，将三电平逆变器的共模电压由
1/3
电源电压减小到
>1/6
电源电压；通过调制因子，将中点电位偏移范围减小到
(
‑1，
1)mV
，当直流侧两个串联电容存在
10V
电压差时，中点电位经过
0.25s
就可以达到平衡；通过重复控制器，减小控制系统稳态误差，提高输出波形的质量
。
[0007]本专利技术提供了一种基于
VSVPWM
的三电平逆变器的改进方法，所述方法包括：
[0008]将给定的三相静止坐标系变换映射到
60
°
坐标系中；
[0009]重新定义三电平逆变器中电压矢量空间的虚拟矢量，所述虚拟矢量包括虚拟零矢量
、
虚拟小矢量
、
虚拟中矢量
、
虚拟大矢量；
[0010]获取所述虚拟小矢量的作用时间，在所述作用时间中加入调节因子；
[0011]在所述三电平逆变器的控制系统中加入重复控制器，以对输出波形进行校正
。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，通过下式重新定义电压矢量空间中的虚拟矢量：
[0013]V
Z
＝
V
OOO
；
[0014][0015][0016][0017]V
L1
＝
V
PNN
；
[0018]V
L2
＝
V
PPN
；
[0019]其中，
V
Z
为虚拟零矢量，
V
S1
、V
S2
为虚拟小矢量，
V
M
为虚拟中矢量，
V
L1
、V
L2
为虚拟大矢量，
V
OOO
为所述电压矢量空间中的零合成矢量；
V
OON
、V
POO
、V
ONO
、V
OPO
为所述电压矢量空间中不同角度的负小合成矢量；
V
OPN
、V
PON
、V
OPO
为所述电压矢量空间中不同角度的中合成矢量；
V
PNN
、V
PPN
为所述电压矢量空间中不同角度的中合成矢量正小合成矢量
。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述调节因子的计算方式为：
[0021][0022]其中，
C
为三电平逆变器中的两个串联电容的容值，
V
为所述两个电容的电压差
T
S2
为虚拟小矢量
V
S2
的作用时间，
i
a
为交流侧
a
相桥臂的输出电流
。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述重复控制器包括正反馈模块
、
延迟模块
、
比例模块和补偿器
。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，所述正反馈模块被配置为将所述控制系统中输出的电压误差进行逐周期的积分
。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述延迟模块被配置为根据当前状态的上一个周期的电压误差控制所述重复控制器在下一个周期提前预设拍发出校正量
。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，所述比例模块和所述补偿器被配置为根据校正量形成幅值合适的校正变量
。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述正反馈模块中还包括低通滤波器，所述低通滤波器的取值为小于1的常数
。
[0028]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0029]本专利技术所述的一种基于
VSVPWM
的三电平逆变器的改进方法，通过将坐标变换到
60
°
坐标系，减小了
VSVPWM
算法的运算量；通过重新定义虚拟矢量，将三电平逆变器的共模电压由
1/3
电源电压减小到
1/6
电源电压；通过调制因子，将中点电位偏移范围减小到
(
‑1，
1)mV
，当直流侧两个串联电容存在
10V
电压差时，中点电位经过
0.25s
就可以达到平衡；通过重复控制器，减小控制系统稳态误差，提高输出波形的质量，同时也保证了设备的稳定性进而保障用户人身安全
。
附图说明
[0030]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0031]图1示出了本申请实施例所提供的一种基于
VSVPWM
的三电平逆变器的改进方法的流程图；
[0032]图2示出了本申请实施例所提供的
α
‑
β
坐标系下空间电压矢量图；
[0033]图3示出了本申请实施例所提供的
α
‑
β
坐标系与
g
‑
h
坐标系之间的转换示意图；
[0034]图4示出了本申请实施例所提供的中点箝位型三电平逆变器电路结构图；
[0035]图5示出了本申请实施例所提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
VSVPWM
的三电平逆变器的改进方法，其特征在于，所述方法包括：将给定的三相静止坐标系变换映射到
60
°
坐标系中；重新定义三电平逆变器中电压矢量空间的虚拟矢量，所述虚拟矢量包括虚拟零矢量
、
虚拟小矢量
、
虚拟中矢量
、
虚拟大矢量；获取所述虚拟小矢量的作用时间，在所述作用时间中加入调节因子；在所述三电平逆变器的控制系统中加入重复控制器，以对输出波形进行校正
。2.
根据权利要求1所述的改进方法，其特征在于，通过下式重新定义电压矢量空间中的虚拟矢量：
V
Z
＝
V
OOO
；；；
V
L1
＝
V
PNN
；
V
L2
＝
V
PPN
；其中，
V
Z
为虚拟零矢量，
V
S1
、V
S2
为虚拟小矢量，
V
M
为虚拟中矢量，
V
L1
、V
L2
为虚拟大矢量，
V
OOO
为所述电压矢量空间中的零合成矢量；
V
OON
、V
POO
、V
ONO
、V
OPO
为所述电压矢量空间中不同角度的负小合成矢量；

【专利技术属性】
技术研发人员：徐润生，娄晓杰，
申请(专利权)人：胜达克半导体科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：