[发明专利]一种模块化多电平变换器的调制策略

摘要

本发明涉及一种模块化多电平变换器的调制策略，其特征是：基于载波层叠方法，结合各桥臂电流方向和子模块电容电压顺序，确定各子模块的投切状态。本发明的有益效果是：每相仅需要一个调制波和N个载波（N为模块化多电平变换器各相上桥臂或下桥臂的子模块个数），无需载波移相即可使模块化多电平变换器输出N+1个电平，控制算法精确度高，易于工程实现，节省软件和硬件资源；可以保证任意时刻每相投入的子模块个数为N，子模块电容电压无需闭环控制策略即可实现电压均衡控制；同时，便于对模块化多电平变换器电压和功率等级的调整，不受电平数量的限制。

主权项

一种模块化多电平变换器的调制策略，其特征在于：基于载波层叠方法，结合各桥臂电流方向和子模块电容电压顺序，确定各子模块的投切状态，包括以下步骤：(1)采用N个幅值、频率、相位均相同的三角载波，层叠于纵坐标为‑1到1的区间内，自底向上依次为第1，2，...，N个载波；将调制波与这N个载波进行比较，当调制波的值大于三角载波的值时，比较结果输出为1，反之，当调制波的值小于三角载波的值时，比较结果输出为0；通过比较得到N路PWM脉冲，与各三角载波一一对应，分别为PWM1，PWM2，...，PWMN；对这N路PWM脉冲进行取反，得到N路PWM脉冲PWM1’，PWM2’，...，PWMN’；(2)在每个电压均衡控制周期起始时刻测量各相上桥臂电流iau和下桥臂电流iad，同时测量上桥臂各子模块电容电压ucu1，ucu2，...，ucuN以及下桥臂各子模块电容电压ucd1，ucd2，...，ucdN；(3)分别对步骤(2)测量的上桥臂、下桥臂子模块电容电压由小到大进行排序，并使排序结果在一个电压均衡控制周期内保持不变；把上桥臂子模块电容电压顺序对应的子模块序号放入数组tu[i]中，把下桥臂子模块电容电压顺序对应的子模块序号放入数组td[i]中；(4)根据子模块电容电压排序结果和桥臂电流方向为上桥臂和下桥臂的各个子模块分配PWM脉冲：对于上桥臂而言，若上桥臂电流iau＞0，把步骤(1)中所得的N路PWM脉冲PWM1，PWM2，...，PWMN依次分配给子模块SM(tu[1])，SM(tu[2])，...，SM(tu[N])；若上桥臂电流iau＜0，把步骤(1)中所得的N路PWM脉冲PWM1，PWM2，...，PWMN依次分配给子模块SM(tu[N])，SM(tu[N‑1])，...，SM(tu[1])；对于下桥臂而言，若下桥臂电流idu＞0，把步骤(1)中所得的N路PWM脉冲PWM1’，PWM2’，...，PWMN’依次分配给子模块SM(td[N])，SM(td[N‑1])，...，SM(td[1])；若下桥臂电流idu＜0，把步骤(1)中所得的N路PWM脉冲PWM1’，PWM2’，...，PWMN’依次分配给子模块SM(td[1])，SM(td[2])，...，SM(td[N])。