[发明专利]多电平逆变器优化虚拟矢量中点电位平衡闭环控制系统

摘要

多电平逆变器优化虚拟矢量中点电位平衡闭环控制系统，通过信号调理、控制器设计及调制器设计，以实现对直流侧电容中点电压波动的有效控制，进而避免了由于开关管承受的电压应力不同所导致的开关管损坏，以及输出电压的谐波失真。

主权项

1.多电平逆变器优化虚拟矢量中点电位平衡闭环控制系统，其特征在于：步骤一、信号的调理：对利用传感器采样得到的逆变器输出端三相电压、电流分量，以及直流侧分压电容电压值，经过检测电路，进行滤波处理，去除干扰的毛刺信号；步骤二、控制器的设计：a、求取补偿量：将步骤一中得到的信号输入DSP进行A/D变换，数字量化之后对分压电容电压进行处理，分别得到中点电位的偏移量和直流侧母线电压值，经过一个低通补偿器得到对应的补偿量，由与其期望值得到误差量，经过一个补偿器即可得到的期望值；b、参考空间电压矢量夹角的获取：通过过零点检测器对线电压进行检测处理，记录下每个周期过零点的时间间隔，计算得到参考空间电压矢量与轴的夹角；c、参考电压矢量的计算：利用上一步骤得到的夹角对三相电流信号进行3s/2r变换，设定，将三相电流信号与其期望值进行比较得到误差，经过一个补偿器的处理，在进行误差比较时利用对进行解耦处理，将两者的处理结果进行比较即可得到参考电压空间矢量的分量,进而得到参考电压矢量的模长和夹角，进而根据关系式，即可得到角度；d、负载位移角的在线估计：利用三相电流分量得到，即可得到负载位移角的值；步骤三、调制器的设计：a、占空比的在线估算：利用步骤二中得到的物理量（、、、），通过对K值查表以及的定义式得到在两相旋转坐标系下的占空比：、、、、、，并利用角度对其进行2r/3s变换得到三相静止坐标系下的占空比：、、、、、；b、占空比的修正：利用步骤二中得到的补偿量对步骤三中得到的占空比进行补偿修正，得到、、、、、；步骤四、调制分配器的设计：利用步骤三中得到的修正后的占空比，通过调制分配器来产生能够有效抑制直流侧中点电位波动的多路控制信号，来调节由三相开关器件IGBT、IGCT组合形成的各种开关状态的导通与关断的作用时间长度，用来驱动多电平逆变器的开关器件，产生没有谐波失真的输出信号，最终使整个交流调速系统能够正常地运行工作。