[发明专利]参数在线整定的中点电压控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种参数在线整定的中点电压控制系统及方法。该系统包括三电平逆变器和数字处理控制模块，其中数字处理控制模块包括采样单元、数字锁相环单元、输出闭环控制单元、PI参数在线整定单元、中点电压PI控制单元和SVPWM矢量控制单元；所述SVPWM矢量控制单元的输出端经驱动电路接入三电平逆变器每相桥臂各个开关管。利用本发明提出的参数在线整定的中点电压控制系统及方法，能够抑制中点电压直流偏置和中点电压波动，实现中点电压平衡控制。

主权项

一种基于参数在线整定的中点电压控制系统的参数在线整定的中点电压控制方法，其特征在于，所述参数在线整定的中点电压控制系统，包括三电平逆变器和数字处理控制模块，其中：所述数字处理控制模块包括采样单元、数字锁相环单元、输出闭环控制单元、PI参数在线整定单元、中点电压PI控制单元和SVPWM矢量控制单元；所述采样单元分别采集三电平逆变器的直流母线电压以及直流母线中点电压信号、三电平逆变器输出的三相电压信号、三电平逆变器输出的三相电流信号；所述SVPWM矢量控制单元的输出端经驱动电路接入三电平逆变器每相桥臂各个开关管；所述的中点电压控制方法在每个工频周期根据三电平逆变器输出的三相电流幅值、功率因数角信息，在线整定出中点电压PI控制器的PI参数，在每个开关周期采集直流母线电压以及直流母线中点电压，经中点电压PI控制器校正后得到三相参考相电压的调节量实时调节三相参考相电压信号，从而达到调节中点电压平衡的目的，其具体实现包括以下步骤：步骤1、在每个开关周期内，数字处理控制模块的采样单元分别采集三电平逆变器的直流母线电压以及直流母线中点电压信号、三电平逆变器输出的三相电压信号、三电平逆变器输出的三相电流信号；步骤2、输出闭环控制单元根据步骤1中采集到的信号以及参考基准信号进行比例积分微分调节，输出三相参考相电压信号Va、Vb、Vc；步骤3、数字锁相环单元对步骤1中采集到的相电压、相电流信号进行处理得到相电压、相电流的相角差即功率因数角；步骤4、PI参数在线整定单元对步骤1中采集到的三相电流信号和步骤3中得到的功率因数角信号进行处理得到中点电压PI控制单元的PI参数；步骤5、中点电压PI控制单元对步骤1中采集到的直流母线电压以及直流母线中点电压信号、步骤2中得到的三相参考相电压信号Va、Vb、Vc和步骤4中得到的PI参数进行处理，得到动态调节量叠加至三相参考相电压信号上，得到新的三相参考相电压信号Va'、Vb'、Vc'；步骤6、SVPWM矢量控制单元将步骤5中得到的新的三相参考相电压信号Va'、Vb'、Vc'进行矢量运算，获得能够抑制中点电压直流偏置和中点电压波动的脉宽调制控制信号；以及步骤7、驱动电路将步骤6中所得脉宽调制控制信号分配给三电平逆变器每相桥臂各个开关管，控制三电平逆变器的工作状态，同时抑制中点电压直流偏置和中点电压波动，从而调节中点电压平衡；并且，步骤4中所述的PI参数在线整定单元对步骤1中采集到的三相电流信号和步骤3中得到的功率因数角信号进行处理得到PI参数，具体步骤为：(4.1)根据步骤1中逆变器输出的三相电流确定电流幅值Im；(4.2)根据电流幅值Im和步骤3所得的功率因数角确定当前开关周期的PI参数：比例系数kp(N)、积分时间常数T(N)；(4.3)比较当前开关周期的PI参数kp(N)、T(N)与上一开关周期的PI参数kp(N‑1)、T(N‑1)是否相等，若不相等，执行第(4.4)步；若相等，则执行第(4.5)步；(4.4)给PI参数kp、T赋新的值kp(N)、T(N)；(4.5)保持PI参数kp、T不变。