[发明专利]谐波与中点电位协同控制的同步过调制算法

说明书

本发明公开了一种谐波与中点电位协同控制的同步过调制算法，属三电平逆变器调制领域，该算法采用4段式矢量合成方式，根据面积等效原理设计使输出电压5、7次谐波最小的一组脉冲序列以及用于中点电位控制的两组脉冲序列，基于当前中点电位采样值和中点电位预测方程确定基本电压矢量作用时间最优取值Asubgt;best/subgt;、Bsubgt;best/subgt;、Csubgt;best/subgt;，以此实现5、7谐波与中点电位协同控制。本发明相比较于传统算法而言降低了开关损耗，显著优于传统算法，解决了传统同步过调制算法电流、转矩谐波大和中点电位波动的问题，具有算法简单，适用性强的优点。

技术领域

本发明涉及电力电子与电力传动领域中二极管钳位的三电平逆变器调制领域，具体涉及谐波与中点电位协同控制的同步过调制算法。

背景技术

目前，二极管钳位型三电平逆变器由于其所需开关数量较少、拥有较低的管压降、输出谐波含量以及dv/dt较低等优点已经泛运用于中高压大功率交流调速等领域。三电平逆变器相比传统两电平逆变器能够承受高电压，在相同开关频率条件下输出波形谐波含量减少，转矩脉动低。

传统的异步调制算法有载波脉冲宽度调制和空间电压矢量调制，但是在低载波比的条件下，这两种算法容易造成输出电压不对称的问题，进而影响输出谐波性能，导致逆变器输出的谐波增大，电机输出转矩脉动增加，严重影响控制性能，产生机械振动和噪声等。且由于三电平自身结构的特点，其在工作时需要对中点电位进行控制，特别针对过调制区，中点电位控制能力由于小矢量作用时间较短将严重下降，此时将导致支撑电容的电压不均衡，严重时将导致过压故障。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种谐波与中点电位协同控制的同步过调制算法，本发明所提算法具有较低的开关频率，同时解决了传统同步过调制算法电流、转矩谐波大和中点电位波动的问题，具有算法简单，适用性强的优点。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

谐波与中点电位协同控制的同步过调制算法，包括以下步骤：

S1，根据二极管钳位的三电平逆变器拓扑结构，在一个基波周期内分别进行30次参考电压矢量采样，30个参考电压矢量为 U_ref1~  U_ref30，将所述30个参考电压矢量 U_ref1~  U_ref30的幅值 U_m与2/3倍直流母线电压 U_dc求比值得到调制度 n。