[发明专利]三电平逆变器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器的控制方法，更具体地说，涉及一种三电平逆变器的控制方法。

背景技术

滞环电流控制器是一种采用瞬时值比较法的电流控制器。图1(a)所示为电流滞环控制器的原理图。其基本工作原理就是根据电流误差的方向，控制相应的IGBT通断，使得被控电流限制在给定误差范围内。如图1(b)所示。图中，i_L^*为电感电流给定，i_L为电感电流，H为滞环宽度，t_on为电感电流的上升时间，t_off为电感电流减小的时间。由图1(b)可知，滞环电流控制器的开关周期为T＝t_on+t_off。当电感电流小于i_L^*-H时，开通IGBT，使得电感电流增加。当电感电流大于i_L^*+H时，开通另一个IGBT，使得电感电流减小，如此反复，从而把电感电流限制在i_L^*的±H范围内。

滞环电流控制器具有硬件电路简单、电流响应快、属于闭环控制等优点。但是这种控制方案的最大缺点是当滞环的宽度H恒定时，功率器件的开关频率是变化的。

图2所示是三相四线制三电平PWM逆变器的单相简化图。这种逆变器拓扑具有效率高，成本低，开关频率高的优点。然而，当滞环电流控制器直接应用于三电平逆变器时，由于滞环电流控制器的开关频率波动范围太宽，直接影响到输入高通滤波器的设计和谐波补偿的效果。

通常，三电平逆变器的PWM发波方式如下：

1)逆变器输出电压U_a为正时，滞环电流控制器控制Q₁和Q₃的开关频率和脉宽，并保证二者互补，Q₂常闭，Q₄常开。

2)逆变器输出电压U_a为负时，滞环电流控制器控制Q₂和Q₄的开关频率和脉宽，并保证二者互补，Q₃常闭，Q₁常开。

根据图2以及三电平逆变器的控制方案，可以得到电流的上升和下降时间分别为：

ton=2LHUdc-|Ua|---(1)]]>

toff=2LH|Ua|---(2)]]>

逆变器的开关频率为：