[发明专利]三相五电平逆变器漏电流抑制的载波实现方法

摘要

本发明公开了一种三相五电平逆变器漏电流抑制的载波实现方法。采样三相原始调制波，根据其位置，计算中间零序分量和过度零序分量，根据中间零序分量和过度零序分量的大小，确定三相原始调制波所需叠加的零序分量。将三相原始调制波和零序分量相加得到三相中间调制波。由三相中间调制波和零序分量计算分裂零序分量。由三相中间调制波和分裂零序分量得到三相修正调制波和三相分裂调制波。最后将三相修正调制波和三相分裂调制波与三相载波比较，生成PWM波控制五电平逆变器。本发明可以实现共模电压低，飞跨电容电压波动小，漏电流小等优点；由于采用载波实现，实现简单，控制便捷，易于推广到实际工程中。

主权项

1.一种三相五电平逆变器漏电流抑制的载波实现方法，本载波实现方法所涉及的三相五电平逆变器每相电路拓扑相同并为如下结构：直流母线总电压为Vdc，直流侧设置有两只串联的电容C1和电容C2，电容C1正极连接逆变器输入正极，电容C1负极与电容C2正极连接点定义为逆变器中点；逆变器每相电路包含8只开关管，即开关管Ski,i＝1,2,3......8,(k＝a,b,c)，其中k表示逆变器的三相电路，即a相，b相，c相；开关管Sk1、开关管Sk5、开关管Sk7、开关管Sk8、开关管Sk6、开关管Sk4相串联，开关管Sk1发射极连接开关管Sk5集电极，开关管Sk5发射极连接开关管Sk7集电极，开关管Sk7发射极连接开关管Sk8集电极，开关管Sk8发射极连接开关管Sk6集电极，开关管Sk6发射极连接开关管Sk4集电极；开关管Sk1集电极连接电容C1正极，开关管Sk4发射极连接电容C2负极，开关管Sk7集电极与开关管Sk8发射极间并联飞跨电容Cf，电容Cf正极与开关管Sk7集电极相连，开关管Sk1发射极与逆变器中点间并联开关管Sk2，开关管Sk1发射极与开关管Sk2的集电极相连，开关管Sk4集电极与逆变器中点间并联开关管Sk3，开关管Sk3发射极与开关管Sk4集电极相连，开关管Sk2发射极与开关管Sk3集电极都与逆变器中点相连；本载波实现方法包括对三相原始调制波的采样，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采样三相原始调制波Va、Vb、Vc，并根据三相原始调制波Va、Vb、Vc的位置，计算中间零序分量V01和过渡零序分量V02，最终确定三相原始调制波Va、Vb、Vc所需叠加的零序分量V0；区域一：(0.66≤Va&&Vb≤‑0.33&&Vc≤‑0.33)||(0.33≤Va&&0.33≤Vb&&Vc≤‑0.66)||(Va≤‑0.33&&0.66≤Vb&&Vc≤‑0.33)||(Va≤‑0.66&&0.33≤Vb&&0.33≤Vc)||(Va≤‑0.33&&Vb≤‑0.33&&0.66≤Vc)||(0.33≤Va&&Vb≤‑0.66&&0.33≤Vc)，区域二：区域一以外的区域，其中，Vmax为三相原始调制波Va、Vb、Vc中的最大值，Vmin为三相原始调制波Va、Vb、Vc中的最小值，Vmid为三相原始调制波Va、Vb、Vc中的中间值，&&表示且运算，||表示或运算；步骤2，叠加零序分量V0得到三相中间调制波Va*、Vb*、Vc*，Va*＝Va+V0，Vb*＝Vb+V0，Vc*＝Vc+V0；步骤3，根据步骤1所分区域计算分裂零序分量△V,区域一：若V0＝V01，△V＝Vmax1+Vmin1，若V0＝V02，区域二：△V＝0，其中，Vmax1为三相中间调制波Va*、Vb*、Vc*中的最大值，Vmin1为三相中间调制波Va*、Vb*、Vc*中的最小值，Vmid1为三相中间调制波Va*、Vb*、Vc*中的中间值；步骤4，叠加分裂零序分量△V得到三相修正调制波Va'、Vb'、Vc'和三相分裂调制波Va”、Vb”、Vc”，叠加原则如下：当|Vmax1|>|Vmin1|，若Vmin1为Va*，则Va'＝Va*‑△V，Vb'＝Vb*，Vc'＝Vc*，Va”＝△V，Vb”＝0，Vc”＝0；若Vmin1为Vb*，则Va'＝Va*，Vb'＝Vb*‑△V，Vc'＝Vc*，Va”＝0，Vb”＝△V，Vc”＝0；若Vmin1为Vc*，则Va'＝Va*，Vb'＝Vb*，Vc'＝Vc*‑△V，Va”＝0，Vb”＝0，Vc”＝△V；当|Vmax1|≤|Vmin1|，若Vmax1为Va*，则Va'＝Va*‑△V，Vb'＝Vb*，Vc'＝Vc*，Va”＝△V，Vb”＝0，Vc”＝0；若Vmax1为Vb*，则Va'＝Va*，Vb'＝Vb*‑△V，Vc'＝Vc*，Va”＝0，Vb”＝△V，Vc”＝0；若Vmax1为Vc*，则Va'＝Va*，Vb'＝Vb*，Vc'＝Vc*‑△V，Va”＝0，Vb”＝0，Vc”＝△V；步骤5，将三相修正调制波Va'、Vb'、Vc'和三相分裂调制波Va”、Vb”、Vc”与载波比较，生成PWM波控制逆变器；具体包括如下步骤：1)确定三相载波相位；所述载波为四条层叠的三角载波，其定义与范围如下：载波一Trik1，范围为[‑1，‑0.5)；载波二Trik2，范围为[‑0.5,0)；载波三Trik3，范围为[0,0.5)；载波四Trik4，范围[0.5,1]；(k＝a,b,c)；其中，Trik1、Trik2相位相同，Trik3、Trik4相位相同，Trik1、Trik3相位相差180°；2)设两个相邻的载波周期分为一组，将每组内的第一个载波周期定义为T1，第二个载波周期定义为T2；1表示开关管开通，0表示开关管关断；3)将三相修正调制波Va'、Vb'、Vc'和三相分裂调制波Va”、Vb”、Vc”表述为Vk'和Vik”'，(k＝a,b,c)；4)将Vk'、Vk”与载波进行比较，并生成如下PWM信号控制逆变器：当0.5≤Vk'≤1时，当Vk'≥Trik4时，K相PWM信号PWMk＝1，当Vk'

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