[發明專利]一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法

在審

• 申請號: 201410253284.5
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104009664A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 王海松;姜廣宇;王琦;葉程廣;羅天意;丁卓禹;金濤;郭成坤
• 申請（專利權）人: 安徽賽瑞儲能設備有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M1/32
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

技術領域

本發明涉及T型三電平變流器，特別涉及一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法。

背景技術

上下電容電壓不平衡是T型三電平變流器的固有問題，變流器的直流側由兩個串聯的電容進行分壓，形成了PON三個電平。兩個電容的電壓不一樣，會造成嚴重的問題，輕則影響逆變器的性能，重則造成開關器件的損壞，出現安全問題。

國內外對三電平中點電位平衡控制的研究非常多，可以大體分為兩種：軟件控制和硬件電路控制。軟件控制主要指在原有的調制策略上加入一些均壓的算法，改變某些矢量的作用時間從而減小中點電位的波動。這種方法的控制算法較為復雜，中點電壓控制的效果較差，影響PCS變流器性能，嚴重會影響開關器件，造成安全問題。而硬件方法則需要增加很多電氣元件，不利于生產成本的控制。

針對上述問題，提供一種新型控制方法，用于解決上下電容電壓不平衡的問題，保證整個PCS系統具有良好的穩態和動態性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法，用于解決上下電容電壓不平衡的問題，保證整個PCS系統具有良好的穩態和動態性能。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法，其特征在于：所述的控制方法為DSP控制系統采集T型三電平變流器的電壓電流信息后在通過IGBT驅動板輸出驅動信號控制三電平正負小矢量的作用時間；在上下電容電壓相同，即Vdc1＝Vdc2時，令正負小矢量的作用時間都為t/2，在上下電容電壓不均衡，即時Vdc1！＝Vdc2時，令正小矢量的作用時間為t/2+K*Δt，負小矢量的作用時間為t/2-K*Δt，其中K為調制系數，它為一個正值。

所述的控制方法中當合矢量與α軸的夾角θ在330°與-30°之間時作用時間Δt＝-sgn(ia*ΔVdc)；當合矢量與α軸的夾角θ在30°與-90°之間時作用時間Δt＝sgn(ic*ΔVdc)；當合矢量與α軸的夾角θ在90°與-150°之間時作用時間Δt＝-sgn(ib*ΔVdc)；當合矢量與α軸的夾角θ在150°與-210°之間時作用時間Δt＝sgn(ia*ΔVdc)；當合矢量與α軸的夾角θ在210°與-270°之間時作用時間Δt＝-sgn(ic*ΔVdc)；當合矢量與α軸的夾角θ在270°與-330°之間時作用時間Δt＝sgn(ib*ΔVdc)；其中ΔVdc＝Vdc1-Vdc2,sgn表示取符號函數，當想x>＝0時，sgn(x)＝1,當想x<0時，sgn(x)＝-1。

所述的DSP控制系統采用TMS320F28335作為控制芯片。

一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法，本發明采用軟件設計方法，不需要增加硬件電路，修改調試簡單，不需要修改硬件電路，節約了成本。采用小矢量控制中點不平衡，控制效果好，實現簡單。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明；

圖1為本發明一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法的結構框架圖；

圖2為本發明一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法中T型三電平三相變流器系統控制框圖；

圖3為本發明一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法中T型三電平拓撲的三相變流器的電路圖；

圖4為本發明一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法中T型三電平空間矢量圖；

圖5為本發明一種解決T型三電平變流器中點不平衡的控制方法加入中點電位不平衡的控制的上下母線電容電壓變化圖；

圖6為現有技術中的上下電容電壓變化圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明為采用了TI的TMS320F28335作為DSP控制系統的控制芯片，主頻達150MHz，能夠快速實時地完成各種數字控制算法的計算。采用T型三電平空間矢量調制(SVPWM)，通過控制三電平正負小矢量作用時間，對中點電位進行控制。

如圖2所示，N是中性點，中點平衡需要N點電位為零。Vdc1，Vdc2為上下側電容電壓，ΔVdc是上下側電壓差值，用于空間矢量調制(SVPWM)的小矢量調節，從而控制中點N的電位接近零。PCS實現SVPWM中點不平衡軟件控制方法。DSP控制系統經過AD采樣獲得PCS系統電壓電流信息(其中，直流上下側電容電壓采樣為用于SVPWM中點不平衡軟件控制的輸入參數)，這些信息經過DSP計算得到IGBT驅動信號(采用SVPWM控制算法)，實現PCS變流器的能量雙向流動。