[发明专利]一种三电平逆变器中点电位平衡控制装置及方法

权利要求书

1.一种三电平逆变器中点电位平衡控制装置，用于控制三电平逆变器的中点电位平衡，其特征在于，该装置包括：电压采集单元、比例积分控制单元、脉宽控制单元以及电压调节单元，其中：

电压采集单元，用于获取母线上电容电压和母线下电容电压，所述电压采集单元输入端与三电平逆变器的母线及母线中点端子连接；

比例积分控制单元，用于对母线上电容电压与母线下电容电压差进行比例积分处理，所述比例积分控制单元的输入端与电压采集单元的输出端连接；

脉宽控制单元，用于根据比例积分处理结果产生脉宽调制信号从而控制电压调节单元，所述脉宽控制单元的输入端与比例积分控制单元的输出端连接；

电压调节单元，用于根据脉宽调制信号调节母线上下电容电压，以使中点电位平衡，所述电压调节单元的输入端与脉宽控制单元的输出端连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述比例积分控制单元进一步包括：

计算模块，用于根据母线上电容电压和母线下电容电压计算三电平逆变器中点电压偏移量，所述计算模块的输入端与电压采集单元的输出端连接；

核心控制模块，用于对中点电压偏移量进行比例积分处理，产生比例积分控制量，所述核心控制模块的输入端与计算模块的输出端连接，所述核心控制模块的输出端为比例积分控制单元的输出端。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述脉宽控制单元进一步包括：

微调模块，用于判断中点电压偏移量大小决定是否对比例积分控制量减半达到对母线上下电容电压进行微调，所述微调模块输入端与比例积分控制单元输出端连接；

调制模块，用于根据比例积分控制量产生两路互补的脉宽调制信号，所述调制模块的输入端与微调模块的输出端连接，调制模块输出端为脉宽控制单元的输出端。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电压调节单元进一步包括：两个功率开关管、两个二极管、一个电感、两组母线电容，其中：

两组母线电容串联跨接在直流母线上，两个功率开关管串联跨接在直流母线上，两个二极管分别与两个功率开关管反向并联，电感L跨接在两组母线电容中点与两功率开关管中点间。

5.如权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于：

所述装置利用两路互补的脉宽调制信号分别控制电压调节单元中的两开关管。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述电压调节单元具体包括：当第一电容两端电压+BUS大于第二电容两端电压-BUS时，增加控制第一开关管的调制信号脉宽同时减小控制第二开关管的调制信号的脉宽；当第一电容两端电压+BUS小于第二电容两端电压-BUS时，减小控制第一开关管的调制信号脉宽同时增大控制第二开关管的调制信号脉宽。

7.一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法，用于控制三电平逆变器的中点电位平衡，其特征在于，包括如下步骤：

S1、电压采集单元获取母线上电容电压和母线下电容电压；

S2、比例积分控制单元对母线上电容电压与母线下电容电压差进行比例积分处理；

S3、脉宽控制单元根据比例积分处理结果产生脉宽调制信号，用于控制电压调节单元；

S4、电压调节单元根据脉宽调制信号调节母线上下电容电压，以使中点电位平衡。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2具体是：

所述比例积分控制单元通过计算三电平逆变器中点电压偏移量，对中点电压偏移量进行比例积分处理，产生比例积分控制量。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤S3具体是：

所述脉宽控制单元通过判断中点电压偏移量大小决定是否对比例积分控制量减半以达到对母线上下电容电压进行微调，并根据比例积分控制量产生两路互补的脉宽调制信号。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S4具体是：

利用两路互补的脉宽调制信号分别控制电压调节单元中的两开关管，当第一电容两端电压+BUS大于第二电容两端电压-BUS时，增加控制第一开关管的调制信号脉宽同时减小控制第二开关管的调制信号的脉宽；当第一电容两端电压+BUS小于第二电容两端电压-BUS时，减小控制第一开关管的调制信号脉宽同时增大控制第二开关管的调制信号脉宽。