[發明專利]NPC三電平15開關變換器的控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201510868963.8
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105356777A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 潘雷;王貝貝;李梅;彭桂力;蘇剛
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

1.一種NPC三電平15開關變換器控制系統，其特征是：該NPC三電平15開關變換器控制系統包括NPC三電平15開關變換器、上端負載、下端負載、上端電壓和上端電流檢測電路、下端電壓和下端電流檢測電路、AD轉換電路、dsPIC30F6010A控制電路和IGBT驅動電路，所述NPC三電平15開關變換器的上輸出端與上端電壓和上端電流檢測電路的一側相連，上端電壓和上端電流檢測電路的另一側與上端負載相連；NPC三電平15開關變換器的下輸出端與下端電壓和下端電流檢測電路的一側相連，下端電壓和下端電流檢測電路的另一側與下端負載相連；上端電壓和上端電流檢測電路與下端電壓和下端電流檢測電路的輸出連接到AD轉換器的輸入端；AD轉換器的輸出U_u、U_l、I_u、I_l連接到dsPIC30F6010A控制電路的輸入端；dsPIC30F6010A控制電路的輸出連接到IGBT驅動電路的輸入端；IGBT驅動電路的輸出端連接到NPC三電平15開關變換器開關器件的驅動輸入端。

2.根據權利要求1所述NPC三電平15開關變換器控制系統的控制方法，該方法包括以下步驟：

Step1：首先根據上端負載和下端負載的運行模式，初始化NPC三電平15開關變換器中各開關管的初始狀態，并得到初始電壓矢量；

Step2：通過上端電壓和上端電流檢測電路與下端電壓和下端電流檢測電路進行上端負載和下端負載的輸出電壓和輸出電流取樣；

Step3：將取樣電壓經AD轉換器送入dsPIC30F6010A控制電路進行處理，與參考電壓進行比較，得到上端負載和下端負載輸出電壓的二路電壓偏差信號，分別為ΔU_u和ΔU_l；二路電壓偏差信號經dsPIC30F6010A控制電路的PI調節器得到二路電流參考信號，分別為I_{u_ref}和I_{l_ref}；

Step4：取樣上端負載和下端負載輸出電流經AD轉換器送入dsPIC30F6010A控制電路進行處理，分別與電流參考信號I_{u_ref}和I_{l_ref}進行比較，得到二路電流偏差信號，分別為ΔI_u和ΔI_l；二路電流偏差經PI調節器得到二路電壓指令信號，分別為U_u^*和U_l^*；

Step5：二路電壓指令信號分別進入dsPIC30F6010A控制電路的上端SVPWM調制模塊和下端SVPWM調制模塊，然后判斷上端負載與下端負載的電壓指令信號處于電壓空間矢量分布的二個位置，并得到二電壓矢量；

Step6：二電壓矢量進入dsPIC30F6010A控制電路中的開關狀態選擇電路，得到NPC三電平15開關變換器中三個橋臂的開關狀態，并判斷每個橋臂開關狀態是否滿足約束條件，若不滿足約束條件則返回到step2繼續執行，否則向下執行；

Step7：根據開關狀態選擇電路確定的NPC三電平15開關變換器中每個橋臂開關狀態，輸出PWM信號，經驅動電路驅動開關器件；

Step8：判斷系統是否停止運行，如果是則結束，否則返回step2繼續執行。