[發(fā)明專利]一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法

有效

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• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113162450B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢相洋;鐘昭文;李曉艷;張承慧
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/5387
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法，其特征在于，包括：使用載波層疊的方式，逆變器中的兩個(gè)橋臂共用一個(gè)載波；其調(diào)制波幅值相等，相位互差180度，通過載波比較的方式生成電平狀態(tài)；五電平逆變器包括一個(gè)直流電源，兩個(gè)直流側(cè)電容，兩個(gè)逆變橋臂，8個(gè)開關(guān)管；兩直流側(cè)電容中點(diǎn)和橋臂中點(diǎn)相連，且這兩個(gè)逆變橋臂通過輸出電感和交流負(fù)載串聯(lián)；

具體過程包括：

負(fù)載電流經(jīng)過比例諧振控制器得到A、B相調(diào)制波；直流側(cè)電容電壓做差得到中點(diǎn)電位的偏差，經(jīng)過PI控制器轉(zhuǎn)換成共模電壓信號；根據(jù)中點(diǎn)電位的偏差選擇不同的共模注入方式，與調(diào)制波進(jìn)行疊加實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位控制，具體為：在任意一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，A、B兩相存在可以對中點(diǎn)電位產(chǎn)生相反影響的開關(guān)狀態(tài)，因此對于外部電壓擾動使得中點(diǎn)電位失衡的情況下，通過調(diào)整A、B兩相的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)矢量的作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的可控。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法，其特征在于，通過載波比較生成的兩個(gè)電平狀態(tài)，分別對應(yīng)于兩個(gè)橋臂，根據(jù)兩個(gè)橋臂中懸浮電容電壓分別選擇對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法，其特征在于，通過共模電壓注入改變兩相的調(diào)制波實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的平衡。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法，其特征在于，通過載波比較的方式生成電平狀態(tài)，具體為：

CB1、CB2、CB3、CB4均為相位、幅值都相同，且垂直排列的三角載波，采用載波層疊調(diào)制法與調(diào)制波比較：當(dāng)調(diào)制波U_x＝CB1時(shí)，輸出電平為當(dāng)調(diào)制波U_x＝CB2時(shí),輸出電平為當(dāng)U_x＝CB3時(shí)，輸出電平為0；當(dāng)U_x＝CB4時(shí)，輸出電平為當(dāng)U_xCB4時(shí)，輸出電平為

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法，其特征在于，還包括：

經(jīng)過共模電壓注入的調(diào)制波與載波比較得到A、B兩相的電平狀態(tài)；

A、B兩相的電平狀態(tài)依據(jù)懸浮電容電位選擇合適的開關(guān)狀態(tài)，生成8個(gè)開關(guān)管的開通信號，使逆變器正常工作。

6.一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

電平狀態(tài)生成模塊，用于使用載波層疊的方式，使得逆變器中的兩個(gè)橋臂共用一個(gè)載波；其調(diào)制波幅值相等，相位互差180度，通過載波比較的方式生成電平狀態(tài)；五電平逆變器包括一個(gè)直流電源，兩個(gè)直流側(cè)電容，兩個(gè)逆變橋臂，8個(gè)開關(guān)管；兩直流側(cè)電容中點(diǎn)和橋臂中點(diǎn)相連，且這兩個(gè)逆變橋臂通過輸出電感和交流負(fù)載串聯(lián)；

具體過程包括：

負(fù)載電流經(jīng)過比例諧振控制器得到A、B相調(diào)制波；直流側(cè)電容電壓做差得到中點(diǎn)電位的偏差，經(jīng)過PI控制器轉(zhuǎn)換成共模電壓信號；根據(jù)中點(diǎn)電位的偏差選擇不同的共模注入方式，與調(diào)制波進(jìn)行疊加實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位控制，具體為：在任意一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，A、B兩相存在可以對中點(diǎn)電位產(chǎn)生相反影響的開關(guān)狀態(tài)，因此對于外部電壓擾動使得中點(diǎn)電位失衡的情況下，通過調(diào)整A、B兩相的開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)矢量的作用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的可控。

7.如權(quán)利要求6所述的一種基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

開關(guān)狀態(tài)選擇模塊，用于通過載波比較生成的兩個(gè)電平狀態(tài)，分別對應(yīng)于兩個(gè)橋臂，根據(jù)兩個(gè)橋臂中懸浮電容電壓分別選擇對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)；通過共模電壓注入改變兩相的調(diào)制波實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的平衡。

8.一種終端設(shè)備，其包括處理器和存儲器，處理器用于實(shí)現(xiàn)各指令；存儲器用于存儲多條指令，其特征在于，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于共模電壓注入的五電平逆變器調(diào)制方法。