[发明专利]一种三相四线制三电平逆变器的直流侧均压控制方法

摘要

本发明涉及插座技术领域,具体是涉及提供了一种可以在双载波SPWM调制下实现、算法扩展性较好的三相四线制三电平逆变器的直流侧均压控制方法，通过逆变器输出正电压、逆变器输出负电压以及逆变器输出零电平时得出均压因子，采用采用双载波SPWM调制算法得到均压因子的值，然后根据上下电容的电压差计算各桥臂所需的均压电流并加到系统电流环控制器。

主权项

1.一种三相四线制三电平逆变器的直流侧均压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：定义三相四线制三电平逆变器上下电容电压分别为Vdc1和V_dc2，每个桥臂输出电流io，则三电平SAPF每个桥臂输出的电压有3种情况：+V_dc1，‑V_dc2，0；当逆变器输出正电压+V_dc1时，电流通过上电容，因此电流流入桥臂时，上电容充电；而电流流出桥臂时，上电容放电，则上下电容电压V_dc1、V_dc2与桥臂电流io的关系可以表示为：当逆变器输出负电压‑V_dc2时，电流通过下电容，因此电流流出桥臂时，下电容充电；而电流流入桥臂时，上电容放电；因此在输出负电平时，上下电容电压V_dc1、V_dc2与桥臂电流io的关系可以表示为：当逆变器输出零电平时,无论电流流入还是流出桥臂，电流皆不通过电容,因此在输出零电平时，上下电容电压V_dc1、V_dc2与桥臂电流io的关系可以表示为：向桥臂注入固定的均压电流io，其引起的直流侧电压不平衡仅与注入电流方向和输出正负电平总时间有关，而与桥臂输出电压无关。设在一段时间T内，逆变器输出高电平时间占t₁，输出低电平时间占t₂，输出零电平的时间占t₀，若控制方法向系统中注入固定均压电流io，可以使直流侧中点偏移量为式中，T＝t₀+t₁+t₂为注入均压电流总作用时间，d₁和d₂为作用时间内输出高电平和低电平的占空比。因此，当上下电容不均压时，可通过在一段时间内，通过向桥臂注入一固定的均压电流来矫正不均压情况，注入的均压电流为：由于电容电压差值V_ddc可通过采样得到，而上下电容容值C_dc已经确定，因此，在选定控制周期T后，均压所需的注入电流量只与正负电平的占空比有关，定义均压因子为β：β＝(d₁+d₂)T此时，只需计算出β，则均压电流注入量即可确定，将所得均压电流注入量加入到逆变器控制环的电流指令后，即可达到均压的目的；步骤二：采用双载波SPWM调制算法，当调制波Vm大于0时，桥臂输出正电平和零电平，当调制波和载波为标幺化值时，输出正电平的占空比数值上等于调制波的值Vm；同样的，当调制波Vm小于0时，桥臂输出负电平和零电平，而输出负电平的占空比数值上等于调制波的绝对值|Vm|；因此，在整个调制波周期内，步骤三：均压因子通过调制波信号Vm一个电网周期累加后，在周期结束后，输出整个周期累加的结果，得到均压因子β，计算所得的均压因子值用于下一周期的均压注入均压电流的计算；同时，直流侧电压上存在着以电网周期的周期性波动，该波动为补偿引起，并不是需要调节的不平衡电压，故不平衡电压应为直流侧电压的直流量，因此，直流侧电容电压差值V_ddc采样滤除周期性的波动后，将直流量作为参考信号值，因此采用滑动平均滤波器的方式滤除V_ddc上的波动，因此，只需根据上下电容的电压差计算各桥臂所需的均压电流并加到系统电流环控制器的参考电流中。