[發明專利]用于多電平變換器的DC鏈路電壓平衡系統和方法

有效

• 申請號: 201110309637.5
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102437760A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 沈捷;S·施勒德;R·勒斯納
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/537;H02M1/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

1.一種用于控制多電平變換器(40)的控制系統(50)，所述控制系統(50)包括：

差模電流調整器(84)，用于基于基準電流命令信號與實際電流命令信號之間的差生成基準電壓命令信號；

中性點(NP)控制器(86)，用于響應DC鏈路電壓不平衡確定修改的中性點電流信號，并使用所述修改的中性點電流信號生成共模基準電壓信號；以及

PWM控制器(88)，用于基于所述基準電壓命令信號和所述共模基準電壓信號，生成用于所述多電平變換器(40)的開關脈沖。

2.根據權利要求1所述的控制系統，其中，所述基準電流命令信號包括d-q域基準電流命令信號，以及所述基準電壓命令信號包括d-q域基準電壓命令信號。

3.根據權利要求2所述的控制系統，還包括：用于基于基準DC鏈路電壓信號與期望的DC鏈路電壓信號之間的差生成所述d域基準電流命令信號的DC鏈路電壓調整器(82)，以及用于基于基準無功功率信號與期望的無功功率信號之間的差生成所述q域基準電流命令信號的無功功率調整器(81)。

4.根據權利要求2所述的控制系統，其中，所述NP控制器包括最小值-最大值分類器(100)，其用于確定基準電流命令信號和基準電壓命令信號中或測量的電流命令信號和基準電壓命令信號中的瞬時最小電壓和電流信號、瞬時中間電壓和電流信號、以及瞬時最大電壓和電流信號。

5.根據權利要求4所述的控制系統，其中，所述NP控制器(86)包括NP電流預計算器(102)，其用于基于所述瞬時最小電壓和電流信號、瞬時中間電壓和電流信號、以及瞬時最大電壓和電流信號生成中性點電流信號。

6.根據權利要求5所述的控制系統，還包括：NP極限計算器(104)，其用于確定所述中性點電流信號和所述共模基準電壓信號的最小極限和最大極限。

7.根據權利要求6所述的控制系統，還包括：波形校正器(106)，其用于基于所述中性點電流信號的所述最小極限和最大極限和DC控制信號來生成所述修改的中性點電流信號。

8.根據權利要求6所述的控制系統，還包括：動態共模(CM)電壓計算器(108)，其用于基于所述修改的中性點電流及所述中性點電流信號和所述共模基準電壓信號的最小極限和最大極限來生成所述共模基準電壓信號。

9.一種控制多電平變換器(40)的方法，包括：

(a)基于基準電流命令信號與實際電流命令信號之間的差生成(84)基準電壓命令信號；

(b)響應所述多電平變換器的DC鏈路上的電壓不平衡，

(i)使用所述基準電壓命令信號和基準電流命令信號來生成(86)修改的中性點電流信號，從而補償所述DC鏈路電壓不平衡；

(ii)使用所述修改的中性點電流信號來生成(108)共模基準電壓信號；以及

(iii)基于基準電壓命令信號與所述共模基準電壓信號之和來生成(88)用于所述多電平變換器的開關脈沖。

10.一種多電平變換器，包括：

多個相位支路，各具有至少兩個內部開關器件、至少兩個外部開關器件、至少兩個箝位二極管、及分割的DC鏈路；以及

用于控制所述多電平變換器的控制系統，其包括：

差模電流調整器，用于基于基準電流命令信號與實際電流命令信號之間的差生成基準電壓命令信號；

中性點(NP)控制器，用于響應DC鏈路電壓不平衡確定修改的中性點電流信號，并使用所述修改的中性點電流信號來生成；以及

PWM控制器，用于基于所述基準電壓命令信號和所述共模基準電壓信號，生成所述多電平變換器的開關脈沖。