[發(fā)明專利]三電平逆變器中點電壓控制和共模電壓抑制的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910353670.4
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110112945B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 程善美;胡振宇;周建成;周石強
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種三電平逆變器中點電壓控制和共模電壓抑制的方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)按照同時減少電壓波動和抑制共模電壓的原則構建新的虛擬矢量：

(2)根據(jù)實時檢測的上、下電容的電壓差和三相電流以及所述新的虛擬矢量來調節(jié)中點電壓，并獲得中點電壓平衡因子；在步驟(2)中，可變虛擬小矢量的調節(jié)規(guī)則包括：

當-A≤ΔU≤A時，使得中點電荷變化量ΔQ＝0，中點電壓平衡因子K₁₁＝K₂₁＝1/3；

當ΔU＞A且參考矢量位于第I大扇區(qū)第1小扇區(qū)時，中點電壓平衡因子K₁₁＝P₁；

當ΔU＞A且參考矢量位于第I大扇區(qū)第2小扇區(qū)時，中點電壓平衡因子K₂₁＝P₂；

當ΔU＜-A且參考矢量位于第I大扇區(qū)第1小扇區(qū)時，中點電壓平衡因子K₁₁＝P₂；

當ΔU＜-A且參考矢量位于第I大扇區(qū)第2小扇區(qū)時，中點電壓平衡因子K₂₁＝P₁；其中，ΔQ為一個周期內電容電荷的變化量，ΔU為上、下電容的中點電壓差，A為電壓滯環(huán)的大小，P1＝1/30，P2＝14/30；

(3)將所述中點電壓平衡因子輸入到SVPWM算法中獲得相應的PWM序列，并根據(jù)所述PWM序列來控制開關管的開通和關斷實現(xiàn)共模電壓抑制。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，在第I大扇區(qū)構建的虛擬小矢量為V_s1＝(V_OON+V_POO+V_ONO)/3，其中，V_OON和V_ONO為第I扇區(qū)開關狀態(tài)OON和ONO對應的負小矢量、V_POO為開關狀態(tài)POO對應的正小矢量。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，根據(jù)實時測量的上、下電容的電壓獲得中點電壓差ΔU＝U_dc1-U_dc2，再根據(jù)中點電壓差和三相電流調節(jié)中點電壓平衡因子。

4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，可變虛擬中矢量的調節(jié)規(guī)則包括：

當-A≤ΔU≤A時，中點電壓的波動在可以接受的范圍內，使得中點電荷變化量ΔQ＝0，中點電壓平衡因子Km＝1/3；

當ΔU＞A時，ΔQ＞0：i_b＞0，K_m＝P₁，i_b＜0，K_m＝P₂；

當ΔU＜-A時，ΔQ＜0：i_b＞0，K_m＝P₂，i_b＜0，K_m＝P₁；

其中，ΔQ為一個周期內電容電荷的變化量，ΔU為上、下電容的中點電壓差，A為電壓滯環(huán)的大小，K_m為中點電壓平衡因子，i_b為逆變器輸出的b相電流，P₁＝1/30，P₂＝14/30。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，60度坐標下虛擬矢量SVPWM算法實現(xiàn)的具體過程包括：

(31)將90度坐標下的參考電壓矢量轉換為60度坐標下參考電壓矢量；

(32)判斷60度坐標下參考電壓矢量位于哪個大扇區(qū)；

(33)對確定好大扇區(qū)的參考電壓矢量進行小扇區(qū)判斷從而確定參考電壓矢量的位置；

(34)根據(jù)所述參考電壓矢量的位置確定參與合成的基本虛擬矢量，再計算每個虛擬矢量的作用時間；

(35)根據(jù)每個虛擬矢量的作用時間獲得脈沖序列的輸出順序；

(36)根據(jù)各個矢量的作用時間和脈沖序列輸出對應的PWM信號，根據(jù)所述PWM信號控制開關管的開通和關斷實現(xiàn)共模電壓抑制。