[發(fā)明專利]多電平變換器中脈沖的調(diào)節(jié)方法、裝置及多電平變換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510444671.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN107040155A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雙全;翟立輝;劉輝;林東華;陳景熙;魏學(xué)海;樂(lè)慶;李建國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M7/5395
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心11010
• 代理人: 梁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，特別是涉及一種多電平變換器中脈沖的調(diào)節(jié)方法、裝置及多電平變換器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，多電平功率變換器在中高壓大功率變換領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的PWM(脈沖寬度調(diào)制，Pulse Width Modulation)控制技術(shù)種類繁多，常用的有SPWM(正弦脈沖寬度調(diào)制，Sinusoidal PWM)控制技術(shù)、SVPWM控制技術(shù)(空間矢量脈寬調(diào)制，Space Vector Pulse Width Modulation)，在具體的PWM控制技術(shù)中，常需要對(duì)理論脈寬進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同負(fù)載，不同情況下的脈寬調(diào)制。例如，在三電平逆變拓?fù)渲袨閷?shí)現(xiàn)母線中點(diǎn)平衡的控制，就需要調(diào)整脈寬作用時(shí)間來(lái)保證母線平衡，常用的零序電流控制，輸出電流不平衡控制等控制策略中，都需要對(duì)理論脈寬進(jìn)行調(diào)整來(lái)達(dá)到相應(yīng)的目的。

以母線中點(diǎn)平衡調(diào)節(jié)控制為例，原有控制技術(shù)多通過(guò)SVPWM矢量中微調(diào)正負(fù)小矢量的作用時(shí)間來(lái)控制，如圖1所示，為三電平逆變器電路圖，以三電平逆變器為例，如圖2所示，為常用三電平空間矢量分布圖，如圖3所示，為目標(biāo)矢量處于D區(qū)域時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇方式示意圖；在調(diào)節(jié)中，若中點(diǎn)電位偏高，即U_c2大于U_c1時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)減小正矢量作用時(shí)間，增大負(fù)矢量作用時(shí)間，使電容C₁充電，C₂放電，從而減小U_c2，增大U_c1；若中點(diǎn)電位偏低，即U_c1大于U_c2時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)增大正矢量作用時(shí)間，減小負(fù)矢量作用時(shí)間，使電容C₁放電，C₂充電，從而減小U_c1，增大U_c2；如此通過(guò)母線中點(diǎn)電位的變化 來(lái)調(diào)整正負(fù)小矢量作用時(shí)間，控制電容充放電，從而達(dá)到維持中點(diǎn)平衡的效果。

但是，上述技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要依賴于正負(fù)小矢量的調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)方式限制了脈寬調(diào)制中對(duì)矢量的選擇，且小矢量的應(yīng)用也會(huì)帶來(lái)諸多問(wèn)題，例如共模電壓共模電流較大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多電平變換器中脈沖的調(diào)節(jié)方法、裝置及多電平變換器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中，在使用脈寬調(diào)制技術(shù)解決一些具體問(wèn)題時(shí)，例如母線中點(diǎn)平衡調(diào)節(jié)中，現(xiàn)有的方法無(wú)法解決其存在的問(wèn)題，且會(huì)帶來(lái)很多弊端的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供一種多電平變換器中脈沖的調(diào)節(jié)方法，包括：根據(jù)正母線電壓和負(fù)母線電壓確定正負(fù)母線電壓差值；判斷所述正負(fù)母線電壓差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)平衡閾值；在所述正負(fù)母線電壓差值否超過(guò)所述預(yù)設(shè)平衡閾值的情況下，根據(jù)所述正負(fù)母線電壓差值的正負(fù)情況，將預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量疊加到每相脈寬中，以調(diào)節(jié)輸出脈寬。

進(jìn)一步，根據(jù)所述正負(fù)母線電壓差值的正負(fù)情況，將預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量疊加到每相脈寬中之前，還包括：根據(jù)所述正負(fù)母線電壓差值和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換系數(shù)確定初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量；對(duì)所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量進(jìn)行限幅處理，以得到所述預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量。

進(jìn)一步，對(duì)所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量進(jìn)行限幅處理包括：判斷所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量是否處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述預(yù)設(shè)范圍為大于等于預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)下限值且小于等于預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)上限值的范圍；如果是，則設(shè)置所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量為調(diào)節(jié)輸出脈寬的所述預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量；如果不是，則在所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量小于所述調(diào)節(jié)下限值時(shí)，設(shè)置所述調(diào)節(jié)下限值為調(diào)節(jié)輸出脈寬的所述預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量，在所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量大于所述調(diào)節(jié)上限值時(shí)，確定所述調(diào)節(jié)上限值為調(diào)節(jié)輸出脈寬的所述預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量。

進(jìn)一步，根據(jù)正母線電壓和負(fù)母線電壓確定正負(fù)母線電壓差值之前，還包 括：按照預(yù)定時(shí)間間隔獲取所述正母線電壓和所述負(fù)母線電壓。

另一方面，本發(fā)明還提供一種多電平變換器中脈沖的調(diào)節(jié)裝置，包括：第一確定模塊，用于根據(jù)正母線電壓和負(fù)母線電壓確定正負(fù)母線電壓差值；判斷模塊，用于判斷所述正負(fù)母線電壓差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)平衡閾值；調(diào)節(jié)模塊，用于在所述正負(fù)母線電壓差值否超過(guò)所述預(yù)設(shè)平衡閾值的情況下，根據(jù)所述正負(fù)母線電壓差值的正負(fù)情況，將預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量疊加到每相脈寬中，以調(diào)節(jié)輸出脈寬。

進(jìn)一步，所述裝置還包括：第二確定模塊，用于根據(jù)所述正負(fù)母線電壓差值和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換系數(shù)確定初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量；處理模塊，用于對(duì)所述初始的預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量進(jìn)行限幅處理，以得到所述預(yù)設(shè)脈寬微調(diào)量。