[發明專利]一種船用三相四橋臂逆變器輸出中點對地電壓周期波動的抑制方法

有效

• 申請號: 201810589963.8
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108712101B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 陳海龍;游江;張镠鐘;鄧夢露
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種船用三相四橋臂逆變器輸出中點對地電壓周期波動的抑制方法。在三相四橋臂逆變器控制系統中通過交流進線電壓傳感器檢測任意兩相交流進線的線電壓，換算為三相相電壓，利用軟件鎖相環鎖定任意一相的相位，并使三相四橋臂逆變器的A或B或C任意一相的調制波相位與所檢測到的某相交流進線電壓同相位，再調節其余兩相的相位使A、B和C互差120°相位。針對三相四橋臂逆變器的A、B和C相橋臂采用分相獨立的SPWM調制方式，D相橋臂采用三次諧波注入的調制方式，該方法可以顯著降低三相四橋臂逆變器輸出中點與地之間周期性電壓波動幅值，有助于提高三相四橋臂逆變器后級設備和人員用電的安全性。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種船用三相四橋臂逆變器輸出中點對地電壓周期波動的抑制方法。

背景技術

三相逆變器廣泛地應用于交流傳動、有源濾波和無功補償、新能源發電等領域，一般采用三相三橋臂結構，可以給電機等三相平衡負載供電。對于船用三相逆變器應用場合電源系統，通常要求三相逆變器具有同時向平衡和不平衡負載供電的能力。傳統三相三橋臂逆變器帶不平衡負載時會產生輸出電壓不平衡現象。此時要求輸出具有共地端，即要求三相四線輸出。常見的三相四線逆變器拓撲主要有以下幾種形式：(1)在三相三橋臂輸出端增加中點形成變壓器；此形式中點變壓器體積、重量隨系統容量和負載不對稱程度增加而增加，為了達到較好的耦合，繞制工藝和接線復雜，自身功耗也降低了整機效率，(2)分裂電容三相四線制逆變器；此形式存在電容中點電壓偏移問題，一般需要較大的電容，并對電容電壓進行平衡控制，(3)三相四橋臂逆變器；在傳統三橋臂結構基礎上增加一個橋臂以直接控制中性點電壓，從而產生三相獨立電壓，使其有能力在負載不平衡情況下維持三相電壓對稱輸出。相比之下，采用三相四橋臂逆變器是一種簡潔可行的方式。然而，采用開環控制或傳統同步旋轉坐標系PI控制時，三相四橋臂逆變器輸出中點對地電壓仍存在周期波動的情況。

發明內容

本發明提供了一種穩定船用三相四橋臂逆變器輸出中點對地電壓周期波動的抑制方法。其目的是顯著降低三相四橋臂逆變器輸出中點對地之間的周期性電壓波動，提高三相四橋臂逆變器后級設備和人員用電的安全性。

一種船用三相四橋臂逆變器輸出中點對地電壓周期波動的抑制方法，包括如下步驟：

1、調節三相交流進線電壓平衡，通過交流進線電壓傳感器VSAC1和VSAC2檢測任意兩相交流進線的線電壓，換算為對應的三相相電壓，利用軟件鎖相環鎖定任意一相的相位，例如所定義的進線電壓A相，記為A_g。

2、調節三相四橋臂逆變器A相、B相和C相中的任意一相，例如所定義的三相四橋臂逆變器的A相，調節三相四橋臂逆變器A相的調制波A_im與交流進線A相的相位A_g同步。

3、調節三相四橋臂逆變器的B相調制波B_im使其相位滯后A_im的相位120°，三相四橋臂逆變器的C相調制波C_im使其相位滯后B_im的相位120°或調節三相四橋臂逆變器的B相調制波B_im使其相位超前A_im的相位240°，三相四橋臂逆變器的C相調制波C_im使其相位超前B_im的相位240°。

所述三相四橋臂的A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂采用分相獨立的SPWM調制方式，D相橋臂采用三次諧波注入的調制方式。

本發明具體還包括以下步驟：