[发明专利]一种三相双T型五电平变流器及其控制方法

权利要求书

1.一种三相双T型五电平变流器的控制方法，其特征在于，所述三相双T型五电平变流器由三相双T型桥臂和直流母线(1)并联构成；所述三相双T型桥臂分别为电路结构相同的A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂；每相桥臂(2)由上半桥桥臂(21)、飞跨电容(22)、左中点钳位型桥臂(24)、右中点钳位型桥臂(23)和下半桥桥臂(25)组成；

所述直流母线(1)由+E母线、-E母线和两个串联电解电容构成；

所述上半桥桥臂(21)由第五绝缘栅双极型晶闸管S_x5的发射极与第一绝缘栅双极型晶闸管S_x1的集电极连接而成，连接后的第五绝缘栅双极型晶闸管S_x5的集电极连接至直流母线(1)的正极性端，第一绝缘栅双极型晶闸管S_x1的发射极连接至交流输出端_x；所述_x为A相交流输出端a、B相交流输出端b、C相交流输出端c；

所述下半桥桥臂(25)由第八绝缘栅双极型晶闸管S_x8的集电极与第四绝缘栅双极型晶闸管S_x4的发射极连接而成，连接后的第八绝缘栅双极型晶闸管S_x8的发射极连接至直流母线(1)的负极性端，第四绝缘栅双极型晶闸管S_x4的集电极连接至交流输出端_x；

所述飞跨电容(22)由第一飞跨电容C_fx1的负极连接第二飞跨电容C_fx2的正极连接而成，连接后的正极性端连接至上半桥桥臂(21)的中点m，负极性端连接至下半桥桥臂(25)的中点n；

所述左中点钳位型桥臂(24)由第六绝缘栅双极型晶闸管S_x6的发射极与第七绝缘栅双极型晶闸管S_x7的发射极连接而成，连接后的第六绝缘栅双极型晶闸管S_x6的集电极连接至直流母线(1)的中点O，第七绝缘栅双极型晶闸管S_x7的集电极连接至飞跨电容(22)的中点N；

所述右中点钳位型桥臂(23)由第二绝缘栅双极型晶闸管S_x2的发射极与第三绝缘栅双极型晶闸管S_x3的发射极连接而成，连接后的第二绝缘栅双极型晶闸管S_x2的集电极连接至交流输出端_x，第三绝缘栅双极型晶闸管S_x3的集电极连接至飞跨电容(22)的中点N；

控制方法的具体步骤如下：

步骤一、采用多载波同相层叠SPWM调制技术，将基频正弦调制波信号和同相层叠的四组载波信号相比较，确定期望输出电压电平数，其中A，B，C三相的调制波信号相位角互差120°；

步骤二、检测交流侧电流i_x的方向，测量飞跨电容电压实际测量值V_fxi并与电容电压参考值V_{fxi_ref}相比较，得到飞跨电容电压的误差ΔV_fxi；

ΔV_fxi＝V_fxi-V_{fxi_ref},x＝a,b,c；i＝1,2；

其中：i＝1表示第一飞跨电容C_fx1，i＝2表示第二飞跨电容C_fx2；

步骤三、根据期望输出电压电平数，交流侧电流i_x的方向，飞跨电容电压的误差ΔV_fxi，参照表3和表4中飞跨电容的充、放电原则选取开关状态，控制相应的绝缘栅双极型晶闸管导通或关断；

表3开关状态、交流侧电流对飞跨电容的影响

表4飞跨电容电压控制下的开关状态选择原则

其中：i_x≥0表示电流从直流侧流向交流侧，i_x<0表示电流经交流侧流向直流侧，C代表飞跨电容充电，D代表飞跨电容放电。

2.根据权利要求1所述的三相双T型五电平变流器的控制方法，其特征在于，所述多载波同相层叠SPWM调制技术中，载波组由4组频率和幅值均相同的三角载波分成四层上下层叠，以水平中线作为参考零线，两组分布于水平中线上方，两组分布于水平中线下方，与共同的基频正弦调制波相交。