[發明專利]用于T型NPC變流器的SVPWM調制方法

有效

• 申請號: 201710563840.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107453642B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 王琳;許洪華
• 申請（專利權）人: 北京科諾偉業科技股份有限公司
• 主分類號: H02M7/758
• 分類號: H02M7/758
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種用于T型NPC變流器的SVPWM調制方法，其特征在于，所述調制方法以三相調制電壓為出發點，直接分析任意調制周期內T型NPC變流器的開關狀態，對小矢量進行可視分配；將小矢量分配比例與中點電位偏差幅度相關聯，使用比例調節器調節，避免中點電位的Bang-Bang控制導致的調制電壓突變，降低諧波含量；

所述調制方法的步驟如下：

步驟1、對T型NPC變流器直流側上母線直流分壓電容C_p及下母線直流分壓電容C_n的電壓進行采樣，直流側正母線至電容中點N的電壓采樣值為U_dcp，U_dcp>0，直流側負母線至電容中點的電壓采樣值為U_dcn，U_dcn<0；

步驟2、計算T型NPC變流器直流上母線與直流下母線之間的母線電壓差為ΔU_dc，如公式(a)所示；當直流母線電壓偏向于上母線方向時，ΔU_dc>0；當直流母線電壓偏向于下母線方向時，ΔU_dc<0；

ΔU_dc＝U_dcp+U_dcn (a)；

步驟3、將T型NPC變流器的d、q軸調節器輸出值經過坐標變換，轉變為三相靜止坐標系abc軸下的三相調制電壓，分別為A相調制電壓u_a，B相調制電壓u_b，C相調制電壓u_c，所述的三相調制電壓幅值相同，相位相差120°；

步驟4、確定三相調制電壓和三相電流的方向，當i相調制電壓為正值時，標記該相調制電壓方向為正，令duty_sign[i]＝1；當i相調制電壓為負值時，標記該相調制電壓方向為負，令duty_sign[i]＝-1，如式(b)所示；當i相相電流為正值時，標記該相相電流方向為正，令iabc_sign[i]＝1；當i相相電流為負值時，標記該相相電流方向為負，令iabc_sign[i]＝-1，如式(c)所示；i為相序，i＝a,b,c，duty_sign[i]為i相調制電壓方向；iabc_sign[i]為i相電流方向；

式中，u_i為i相電壓；

式中，i_i為i相電流；

步驟5、計算三相調制電壓的占空比并對其絕對值進行排序，計算每相調制電壓的占空比duty[i]，如公式(d)所示；求取各相占空比的絕對值duty_abs[i]，如公式(e)所示；對各相占空比的絕對值進行排序，得到占空比最大值，標記為max，占空比次大值標記為sec，并將占空比值最大的一相的相序i標記為max_i，即max_i＝i；

duty[i]＝u_i/(Udc/2) (d)

duty_abs[i]＝duty[i] (e)；

步驟6、計算補償量的分配比和補償方向，其中：補償量分配比rate由母線電壓差ΔU_dc經過比例調節器控制輸出值決定，如公式(f)所示；補償量的補償方向由調制電壓絕對值最大一相的相電流的方向iabc_sign[max_i]和母線電壓差ΔU_dc的方向共同決定，當調制電壓絕對值最大一相的相電流的方向iabc_sign[max_i]和母線電壓差ΔU_dc的方向相同時，補償方向為分配生成的小矢量的方向，補償方向rate_sign標記為正，rate_sign＝1；反之，補償方向為分配生成的小矢量的反方向，即原始存在的小矢量方向，補償方向標記為負，rate_sign＝-1，如公式(g)所示；待分配矢量總時間為最大占空比絕對值與次大占空比絕對值的差，根據補償量的分配比和補償方向得到補償量dist如公式(h)所示；由公式(h)可知，當母線電壓差等于0時，待補償的小矢量時間和原始存在的小矢量的時間相同，即待補償的小矢量時間和原始存在的小矢量的時間分別為0.5·(max-sec)；當調制電壓絕對值最大一相的相電流的方向和母線電壓差ΔU_dc的方向相同時，待補償的小矢量時間大于原始存在的小矢量的時間；當調制電壓絕對值最大一相的相電流的方向和母線電壓差ΔU_dc的方向相反時，待補償的小矢量時間小于原始存在的小矢量的時間；

rate＝K_p·ΔU_dc (f)

dist＝(rate·rate_sign+0.5)·(max-sec) (h)；

其中：K_p為比例調節器參數；

iabc_sign為相電流方向；

max_i為占空比最大值相的相序；

步驟7、對步驟5計算出的三相占空比duty[i]進行重新分配；重新分配占空比時，根據調制電壓絕對值最大相的調制電壓的方向duty_sign[max_i]決定減小或增大分配小矢量的占空比，如公式(i)所示；當調制電壓絕對值最大相的調制電壓的方向標記為正，即duty_sign[max_i]＝1時，在原有占空比duty[i]的基礎上減去補償量dist；當調制電壓絕對值最大相的調制電壓的方向標記為負，即duty_sign[max_i]＝-1時，在原有占空比duty[i]的基礎上加上補償量dist；

duty[i]＝duty[i]-dist·duty_sign[max_n] (i)；

步驟8、按照雙調制波調制策略得到6路調制波cmpr[i_n]，n＝1，2，如公式(j)所示；再經由T型NPC中的控制部分DSP生成12路互補脈沖，使得T型NPC變流器輸出幅值相同、相位差120°的三相正弦波，同時保持直流母線電壓中點點位平衡受控；

其中：cmpr[i₁]為i相上橋臂調制波；

cmpr[i₂]為i相下橋臂調制波。