[发明专利]基于SVPWM的三电平逆变器直流侧中点电压平衡方法

摘要

本发明提出一种基于SVPWM的三电平逆变器直流侧中点电压平衡方法，对影响三电平中点电压平衡的控制矢量采用相应的方法进行控制，对于中矢量的控制采用虚拟矢量，用对中点电压无影响的大矢量来合成中矢量；而对小矢量的控制采用PI控制小矢量的合成作用时间；两种控制方法相结合，对中矢量和小矢量进行的改进后，并进行闭环反馈控制，提高了三电平中点电压动态平衡性，满足系统稳定性要求；不需要外加辅助电路，减少了变流器损耗，提高了三电平逆变器器直流侧电压平衡的稳定性，控制方法简单。

主权项

1.基于SVPWM的三电平逆变器直流侧中点电压平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：首先划分空间电压矢量区域，根据二极管嵌位三电平逆变器的开关管导通顺序将空间电压矢量区域划分为六个大矢量区域，每个大矢量区域又划分为四个小矢量区域，总共由27个矢量组成；由二极管嵌位形成的三电平逆变器共由12个开关管，其中每相电路含4个开关管，通过分析每相开关管的导通顺序，得到每相开关管有Udc/2、0、‑Udc/2三种电压状态，所以三相电路中共有33＝27种开关状态，然后将不同的状态分布在一定的位置上，再进行小区域的划分；分别列出零矢量、正小矢量、负小矢量、中矢量对三电平中点电压的影响，当输入矢量为零矢量PPP时，负载侧与P点相连与中点m不相连，所以对中点电压无影响；当输入正小矢量POO时，负载测a端与P点相连，而负载的b、c两端与中点m相连，由直流侧电压产生的电电压不平衡；当输入负小矢量ONN时，负载侧与正小矢量连接相通，但是电流iz流出中点m，使电容C2电压下降，C1电压上升，满足C2将其带入SVPWM的比较点中得：e为中点电压偏移量；当Vc1＝Vc2＝0时，ρ＝0；当Vc1＞Vc2时，ρ<0；当Vc1＜Vc2时，ρ>0；利用PI调节器来对其进行偏量修正：其中ΔU(t)为U_c1与U_c2的差值；通过闭环控制，不断调整调节因子ρ的大小，使中点电压达到平衡；对于中矢量的调整，采用虚拟矢量法，即中矢量由相邻的大矢量根据三角形法则合成，中矢量是由大矢量和合成的，定义为原矢量表示三相桥臂的开关状态，表示由PPN、PNN合成的新矢量，根据上述三个开关矢量画出电路图分析流入流出中点电流，得出I_a+I_b+I_c＝0，使得整个虚拟中矢量作用时间对中点无影响。