[发明专利]一种三电平逆变器中点电位偏移量计算算法

说明书

本发明公开了一种三电平逆变器中点电位偏移量计算算法，本发明的目的是为了解决三电平逆变器现有的中点电位偏移量计算算法中，需要用到系统开关状态与负载电流信息，使用的传感器较多的问题。本发明的一种三电平逆变器中点电位偏移量计算算法包括矢量作用时间计算、相电压计算、相电流计算、中点电流计算、流出中点电荷量计算、中点电位偏移量计算。本发明完成了对中点电位偏移量的计算，无需利用额外传感器采集逆变器开关状态和负载电流值，可以更加简便得根据使用的电压矢量计算出中点电位偏移量。

技术领域

本发明涉及一种三电平逆变器中点电位偏移量计算算法。

背景技术

在三电平逆变器应用时中点电位控制一直是关注的重点，中点电平不平衡会导致输出电压谐波含量增加，逆变器上下桥臂分压不均，电压应力变大，逆变器输出能力下降，严重时可能导致逆变器损坏，设备停机。

对中点电位不平衡进行调节时，需要根据实际的中点电位偏移量，选择合适的控制算法，用控制算法作用在逆变器会产生的中点电位偏移量去抵消实际的偏移量，就可以调节中点电位。实际偏移量可以使用传感器进行测量得到，但是选择控制算法时，需要知道算法作用下的预期的中点电位偏移量。目前的中点电位偏移量计算算法，需要用到逆变器的开关状态信号和负载的电流信号。这种方式依赖的系统信息较多，为确保获得准确的开关状态，需要在逆变器上增加额外的传感器来测量开关状态，增加了系统复杂度。

发明内容

本发明的目的是为了解决三电平逆变器中点电位偏移量计算算法中，使用传感器较多，计算方法复杂的问题。

本发明的技术方案是：一种三电平逆变器中点电位偏移量计算算法，包括：矢量作用时间计算、相电压计算、相电流计算、中点电流计算、流出中点电荷量计算、中点电位偏移量计算。

所述矢量作用时间计算是利用伏秒平衡原理，用基本电压矢量合成参考电压矢量，计算出每个基本电压矢量的作用时间。

所述相电压计算是根据逆变器开关状态，结合逆变器拓扑结构，进行相电压计算。

所述相电流计算，是用相电压除以对应项负载，得到相电流。

所述中点电流计算，是用开关状态结合逆变器拓扑结构，计算每个基本电压矢量作用下的中点电流。

所述电压偏移量计算，是用中点电流与时间的乘积，积分后得到流出中点的电荷量，再结合逆变器的中间支撑环节电容值，得到中点电位偏移量。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明所述的中点电位偏移量计算算法，无需依赖逆变器开关状态信号，无需负载电流信号，可以快速得到控制算法作用下的中点电位偏移量。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式，应当理解附图中示出和描述的实施方式仅是示例性的，意在阐述本发明的原理和方法，而并非限制本发明的范围。

本发明所述的一种三电平逆变器中点电位偏移量计算算法，包括：矢量作用时间计算、相电压计算、相电流计算、中点电流计算、流出中点电荷量计算、中点电位偏移量计算。图1是本发明所述的三电平逆变器中点电位偏移量计算算法的原理图。

图1中的伏秒平衡原理是用来合成参考电压矢量U_ref＝|m|e^jθ,0≤θ≤2π，计算公式：

U₁、U₂、U₃分别为基本电压矢量U_v,v∈{1,2,3}，T₁、T₂、T₃分被为3个基本电压矢量的作用时间T_v，T为控制周期。通过求解该方程就可以得到基本电压矢量的作用时间。