[發明專利]一種雙三相負載九開關逆變器控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110005918.5
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112910301B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 仇志堅;吳凡;姚喜明
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02M7/5395
• 分類號: H02M7/5395;H02M7/5387
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種雙三相負載九開關逆變器控制系統，包括兩個電流調節器、兩個SPWM調節器、一個電流偏差控制環節和一個九開關逆變器，其特征在于：所述兩個電流調節器分別各經一個SPWM調節器連接電流偏差控制環節，再經九開關逆變器分別連接兩個三相負載；

利用所述雙三相負載九開關逆變器控制系統，進行雙三相負載九開關逆變器控制方法，操作步驟如下：

步驟一：電流傳感器分別采集三相負載1與三相負載2上的實際電流，與參考電流做負反饋，分別得到電流的偏差值e_1A,e_1B,e_1c與e_2A,e_2B,e_2C，送入電流調節器中，得到SPWM調制環節的參考電壓值；

步驟二：參考電壓U_1A^*,U_1B^*,U_1C^*和U_2A^*,U_2B^*,U_2C^*分別輸出給SPWM調制1環節與SPWM調制2環節，分別得到6路PWM信號，PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6和PWM7，PWM8,PWM9,PWM10,PWM11,PWM12共12路PWM信號送入電流偏差控制環節；

步驟三:電流偏差控制環節獲取兩個三相負載的電流偏差值e_1A,e_1B,e_1c與e_2A,e_2B,e_2C，并比較兩個電流偏差值的大小，分別得到電流偏差差值的邏輯控制信號x₁,x₂,x₃，每個邏輯控制信號生成3路PWM信號，用于控制第一、第二、第三橋臂上開關管的通斷；

具體的，在步驟三中，電流偏差的邏輯控制信號x₁,x₂,x₃為：

當邏輯控制信號x₁為1時，第一橋臂開關管T1、T4、T7的開關信號S1、S4、S7分別為1，PWM7和PWM10；當邏輯控制信號x₁為0時，第一橋臂開關管T1、T4、T7的開關信號S1、S4、S7分別為PWM1,PWM4和1；

當邏輯控制信號x₂為1時，第二橋臂開關管T2、T5、T8的開關信號S2、S5、S8分別為1，PWM8和PWM11；當邏輯控制信號x₂為0時，第一橋臂開關管T2、T5、T8的開關信號S2、S5、S8分別為PWM2,PWM5和1；

當邏輯控制信號x₃為1時，第三橋臂開關管T3、T6、T9的開關信號S3、S6、S9分別為1，PWM9和PWM12；當邏輯控制信號x₃為0時，第一橋臂開關管T3、T6、T9的開關信號S3、S6、S9分別為PWM3,PWM6和1。

2.根據權利要求1所述的雙三相負載九開關逆變器控制系統，其特征在于：所述九開關逆變器包括九個分立的IGBT開關器件，共有三個橋臂，第一橋臂的開關管為T1、T4、T7,第二橋臂的開關管為T2、T5、T8,第三橋臂的開關管為T3、T6、T9，九開關逆變器第一、第二、第三橋臂的上管與中管的中點、逆變器第一、第二、第三橋臂的中管與下管的中點分別兩個三相負載相連。

3.根據權利要求1所述的雙三相負載九開關逆變器控制系統，其特征在于：所述九開關逆變器由9個分立的IGBT構成，共有3個橋臂，其中每個橋臂由三個IGBT依次串聯連接，且九開關逆變器具有兩個三相功率輸出端，每個橋臂的上管與中管的中點與轉矩繞組相連，逆變器每個橋臂的中管與下管的中點與懸浮繞組相連。

4.一種雙三相負載九開關逆變器控制方法，應用于權利要求書1所述的雙三相負載九開關逆變器控制系統，其特征在于，操作步驟如下：

步驟一：電流傳感器分別采集三相負載1與三相負載2上的實際電流，與參考電流做負反饋，分別得到電流的偏差值e_1A,e_1B,e_1c與e_2A,e_2B,e_2C，送入電流調節器中，得到SPWM調制環節的參考電壓值；

步驟二：參考電壓U_1A^*,U_1B^*,U_1C^*和U_2A^*,U_2B^*,U_2C^*分別輸出給SPWM調制1環節與SPWM調制2環節，分別得到6路PWM信號，PWM1,PWM2,PWM3,PWM4,PWM5,PWM6和PWM7，PWM8,PWM9,PWM10,PWM11,PWM12共12路PWM信號送入電流偏差控制環節；

步驟三:電流偏差控制環節獲取兩個三相負載的電流偏差值e_1A,e_1B,e_1c與e_2A,e_2B,e_2C，并比較兩個電流偏差值的大小，分別得到電流偏差差值的邏輯控制信號x₁,x₂,x₃，每個邏輯控制信號生成3路PWM信號，用于控制第一、第二、第三橋臂上開關管的通斷；

具體的，在步驟三中，電流偏差的邏輯控制信號x₁,x₂,x₃為：

當邏輯控制信號x₁為1時，第一橋臂開關管T1、T4、T7的開關信號S1、S4、S7分別為1，PWM7和PWM10；當邏輯控制信號x₁為0時，第一橋臂開關管T1、T4、T7的開關信號S1、S4、S7分別為PWM1,PWM4和1；

當邏輯控制信號x₂為1時，第二橋臂開關管T2、T5、T8的開關信號S2、S5、S8分別為1，PWM8和PWM11；當邏輯控制信號x₂為0時，第一橋臂開關管T2、T5、T8的開關信號S2、S5、S8分別為PWM2,PWM5和1；

當邏輯控制信號x₃為1時，第三橋臂開關管T3、T6、T9的開關信號S3、S6、S9分別為1，PWM9和PWM12；當邏輯控制信號x₃為0時，第一橋臂開關管T3、T6、T9的開關信號S3、S6、S9分別為PWM3,PWM6和1。