[发明专利]一种中点电压平衡变开关频率控制方法及系统

权利要求书

1.一种中点电压平衡变开关频率控制方法，其特征在于，包括步骤：

(1)在当前开关周期开始时，根据当前三相占空比、中点电压及三相电流信号，更新三相占空比，以消除中点电压的低频波动；

(2)根据所述更新后的三相占空比和所述三相电流信号，预测当前开关周期内的中点电压高频纹波；

(3)根据所述步骤(2)获取的中点电压高频纹波计算开关周期更新值；

(4)利用所述开关周期更新值对逆变器开关频率实时更新，完成对中点电压高频纹波峰值的控制；

其中，高频的范围指50Hz工频20倍以上的频率；

所述步骤(2)具体包括步骤：

(2.1)判断所述更新后的三相占空比中每相占空比正负，为正的占空比与正载波比较；为负的占空比和负载波比较；

(2.2)通过所述步骤(2.1)比较获取三相PWM控制信号的n个边沿变化，将开关周期分为n+1段；n＝6；

(2.3)在各所述开关周期分段内，根据三相电流信号的采样值获取中性点电流；

(2.4)将所述中性点电流除以直流母线电容值，计算中点电压高频纹波斜率；

(2.5)由更新后的三相占空比和固定开关周期计算各所述开关周期分段的作用时间后，根据各开关周期分段的作用时间和所述中点电压高频纹波斜率，预测当前开关周期内的中点电压高频纹波峰值。

2.根据权利要求1所述的中点电压平衡变开关频率控制方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括步骤：

(1.1)在当前开关周期开始时，以三相电压调制信号计算当前三相占空比，且对中点电压及三相电流信号采样；

(1.2)根据所述当前三相占空比、所述中点电压及所述三相电流信号，计算零序电压占空比；

(1.3)将所述当前三相占空比与所述零序电压占空比相加更新三相占空比。

3.根据权利要求1所述的中点电压平衡变开关频率控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中的开关周期更新值为：

其中，T_s为开关周期更新值；T_sN为固定开关周期；V_{NP_require}为中点电压高频纹波限定值；V_{NP_max}为固定开关周期下预测的中点电压高频纹波峰值。

4.一种中点电压平衡变开关频率控制系统，其特征在于，包括采样触发模块、零序电压计算模块、高频中点电压纹波预测模块和开关频率更新模块；

所述采样触发模块与中点钳位式三电平逆变器的控制器相连，用于在当前开关周期开始时产生三相电压调制信号计算当前三相占空比，且对中点电压及三相电流信号采样；

所述零序电压计算模块的输入端连接所述采样触发模块的输出端，用于接收所述当前三相占空比、所述中点电压及所述三相电流信号后，更新三相占空比，以消除中点电压的低频波动；

所述高频中点电压纹波预测模块的第一输入端连接零序电压计算模块的输出端，其第二输入端连接至采样触发模块的输出端；用于根据更新后的三相占空比和三相电流信号，预测当前开关周期内的中点电压高频纹波；

所述开关频率更新模块的输入端与所述高频中点电压纹波预测模块的输出端连接，其输出端与周期寄存器的输入端相连；用于根据接收的所述中点电压高频纹波计算开关周期更新值；

其中，高频的范围指50Hz工频20倍以上的频率；

所述高频中点电压纹波预测模块包括依次连接的比较单元、中点电压高频纹波斜率计算单元、中点电压高频纹波峰值预测单元；

所述比较单元用于将所述更新后的三相占空比中为正的占空比与正载波比较，为负的占空比与负载波比较，在开关周期内将开关周期分为n+1段；n＝6；

所述中点电压高频纹波斜率计算单元用于在各开关周期分段内，根据所述三相电流信号的采样值获取中性点电流，并将中性点电流除以直流母线电容值，计算中点电压高频纹波斜率；

所述中点电压高频纹波峰值预测单元用于由更新后的三相占空比和固定开关周期计算各开关周期分段的作用时间后，根据各所述开关周期分段的作用时间和所述中点电压高频纹波斜率，预测当前开关周期内的中点电压高频纹波峰值。

5.根据权利要求4所述的中点电压平衡变开关频率控制系统，其特征在于，所述开关周期更新值为：

其中，T_s为开关周期更新值；T_sN为固定开关周期；V_{NP_require}为中点电压高频纹波限定值；V_{NP_max}为固定开关周期下预测的中点电压高频纹波峰值。