[发明专利]一种三电平NPC逆变器载波频率有序变化反相层叠脉宽调制方法

权利要求书

1.一种三电平NPC逆变器载波频率有序变化反相层叠脉宽调制方法，其特征在于：

通过将两个频率不同的三角载波f₁、f₂有序变化代替常规载波反相层叠脉宽调制法中固定频率为(f₁+f₂)/2的三角载波，并使有序变化载波的平均载波频率约等于(f₁+f₂)/2；逆变器直流侧的电容中点电位使用改进的零序电压V₀注入法平衡；零序电压值V₀采用“预估-校验-修正”的计算方法计算，即：

在逆变器某个开关周期T_s内，将三相参考正弦调制波电压V_a、V_b、V_c按瞬时值大小排列为最大值V_max、中间值V_mid、最小值V_min；三相正弦参考电压V_a、V_b、V_c下负载电流i_a、i_b、i_c也按瞬时值大小排列为最大值i_max、中间值i_mid、最小值i_min；并按下式计算出用来平衡逆变器直流侧中点电位的零序电压预估值V_0tst,

式中U_c1、U_c2分别表示逆变器直流侧上、下电容电压在这个开关周期T_s内的采样值；C_dc表示逆变器直流侧单个电容容量；sgn(x)是符号函数，表示x大于等于0时返回值为1，x小于0时返回值为-1；T_s为逆变器开关周期即有序变化的载波频率的倒数，即以值为(1/f₁)-(1/f₁)-(1/f₁)-(1/f₂)-(1/f₂)-(1/f₂)变化并循环；

当计算所得零序电压预估值V_0tst注入三相参考电压V_a、V_b、V_c后，即为V_0tst+V_a、V_0tst+V_b、V_0tst+V_c，将它们瞬时值重新排成最大值V_max1、中间值V_mid1、最小值V_min1；因零序电压注入到三相参考电压V_a、V_b、V_c后只会改变之前的V_mid所对应的正负符号，并不会影响V_max、V_min的正负性；故按下面规则检验并修正零序电压预估值V_0tst：

①当sgn(V_mid1)＝sgn(V_mid)，则零序电压预估值V_0tst是正确的；

②当sgn(V_mid1)＝-sgn(V_mid)，则零序电压预估值V_0tst按下式重新计算；

为便于叙述，将三相参考正弦调制波电压幅值的峰值大小设为1，①②中计算所得零序电压预估值V_0tst注入三相正弦参考电压V_a、V_b、V_c后新的参考电压幅值大小得不超过1，即受下式约束并修正，最终确定零序电压值V_0；

由此，最终零序电压V₀按下面几种情况确定：

令V_max＝max(V_a,V_b,V_c),V_min＝min(V_a,V_b,V_c)

1)当V_0tst+V_max1,则V₀＝V_0tst＝1-V_max并注入三相参考电压中；

2)当V_0tst+V_min-1,则V₀＝V_0tst＝-1-V_max并注入三相参考电压中；

3)其他情况下，零序电压V₀则与按上述①、②规则得出零序电压预估值V_0tst相等即V₀＝V_0tst并注入三相参考电压中。

2.根据权利要求1所述的一种三电平NPC逆变器载波频率有序变化反相层叠脉宽调制方法，其特征在于：所述的两个频率不同的三角载波f₁、f₂有序变化规则为：f₁-f₁-f₁-f₂-f₂-f₂且不断循环。