[發明專利]一種中點鉗位型三電平逆變器中點電壓控制方法

在審

• 申請號: 201410369855.1
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104158422A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 康龍云;馮自成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及驅動電機的功率變換器領域，特別涉及中點鉗位型三電平逆變器中點電壓控制方法。

背景技術

在中高功率場合，多電平逆變器由于開關器件承受的電壓低、等效開關頻率高、輸出諧波含量少等優點得到了越來越廣泛的應用。中點鉗位型三電平逆變器是多電平逆變器的一種，它只需要一個直流電壓源，對硬件的要求低。

中點鉗位型三電平逆變器存在一個固有的缺點，即中點電壓不平衡問題。目前常用的控制中點電壓平衡的方法是在NTV(Nearest?Three?Vectors)調制中利用利用小矢量對應的冗余開關狀態的時間分配來控制中點電壓平衡，以及利用NTV²(Nearest?Three?Virtual?Vectors)控制中點電壓平衡。前者由于冗余開關狀態的調節能力有限，在高調制度和低功率因數條件下，中點電壓不能得到有效控制；后者雖然在任意調制度和任意功率因數條件下可以控制中點電壓平衡，但是對空間矢量圖進行了重新劃分，使得判斷條件變得復雜，同時也增加了開關頻率。

發明內容

為了克服現有技術的上述不足，本發明提出了一種能夠在保持空間矢量圖不變的情況下實現中點鉗位型三電平逆變器中點電壓平衡的方法，本發明通過將中矢量VM的作用時間乘以一個大于0小于1的比例因子，同時將中矢量作用時間的剩余部分平均分配給第一大矢量VL1和第二大矢量VL2，使得中點鉗位型三電平逆變器中點電壓達到平衡狀態，即中點電壓無波動狀態。

本發明通過下述方法實現上述目的。

一種中點鉗位型三電平逆變器中點電壓控制方法，其包括如下步驟：第一步，將復平面上逆時針順序0°-60扇區定義為第一扇區，60°-120°扇區定義為第二扇區，120°-180°扇區定義為第三扇區，180°-240°扇區定義為第四扇區，240°-300°扇區定義為第五扇區，300°-360°扇區定義為第六扇區；第二步，在第一扇區內，利用距離空間矢量最近的三個基本矢量等效合成空間矢量，根據伏秒平衡原理計算出基本矢量的作用時間占空比；第三步，在第一扇區內，對第一小矢量和第二小矢量對應的開關狀態分配作用時間因子k，利用作用時間因子k實現中點鉗位型三電平逆變器中點電壓無波動；第四步，判斷第三步計算出來的k的取值是否滿足0≤k≤1，如果不滿足，將中矢量的作用時間占空比乘以一個比例因子d_m，d_m為大于0小于1的常數，重新計算k，如果k仍然不滿足0≤k≤1，將中矢量的作用時間占空比再次乘以一個比例因子d_m直到k的取值滿足0≤k≤1，實現中點鉗位型三電平逆變器中點電壓無波動，最終的比例因子為n為自然數；第五步，確定第一扇區內各個開關狀態的作用時間；第六步，采用第二步至第五步的方法對其他5個扇區進行同樣的操作，確定其他五個扇區各個開關狀態的作用時間。