[发明专利]单相变流器的控制方法以及装置

说明书

本申请实施例公开了单相变流器的控制方法以及装置，所述方法包括：对单相变流器输出的第一电平所对应电压、单相变流器输出的第二电平所对应电压以及关于第一电平所对应电压和第二电平所对应电压的电压参考值进行计算，得到单相变流器的共模调制波变化率，其中第一电平为直流侧正母线电平，第二电平为直流侧负母线电平；对单相变流器的第一相初始调制波、单相变流器的第二相初始调制波以及共模调制波变化率进行计算，得到单相变流器的共模调制波；对第一相初始调制波、第二相初始调制波以及共模调制波进行计算，得到单相变流器的脉宽调制波。采用本申请实施例，可提升系统中点电位平衡能力，且提升系统响应速度以及系统可靠性。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及单相变流器的控制方法以及装置。

背景技术

单相变流器的直流侧串联电容在理想情况下等分直流侧母线电压，但实际情况中由于电容值的误差、开关器件的特性不一致等因素使得直流侧母线上下电容电压有偏差，从而引起系统中点电位波动，即系统中点电位不平衡。系统中点电位不平衡时会影响输出波形质量，同时会增加个别开关管上的电压应力，严重时会损坏开关管。基于此，提出了单相变流器的控制方法，具体为：获取单相交流系统的电压矢量，以及通过延时环节获取与该电压矢量正交的另一个电压矢量，将这两个电压矢量转换为三相调制波，根据三相交流系统已有的不连续脉冲宽度调制(Discontinuous Pulse Width Modulation，DPWM)方法，生成需要在三相调制波中注入的共模分量，并将单相系统初始调制波和注入的共模分量叠加，生成调制波，根据该调制波控制开关器件的开通和开关状态。但是上述单相变流器的控制方法中的延时环节会增加系统延时，降低系统响应速度，影响系统控制特性，且针对单相两电平变流器，不具备系统中点电位平衡能力。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供单相变流器的控制方法以及装置，可提升系统中点电位平衡能力，且提升系统响应速度以及系统可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种单相变流器的控制方法，控制系统可以对单相变流器输出的第一电平所对应电压、单相变流器输出的第二电平所对应电压以及关于第一电平所对应电压和第二电平所对应电压的电压参考值进行计算，得到单相变流器的共模调制波变化率，然后控制系统对单相变流器的第一相初始调制波、单相变流器的第二相初始调制波以及共模调制波变化率进行计算，得到单相变流器的共模调制波，进而控制系统对第一相初始调制波、第二相初始调制波以及共模调制波进行计算，得到单相变流器的脉宽调制波。

其中，第一电平可以为正母线电平，第二电平可以为负母线电平。

其中，第一相初始调制波和第二相初始调制波均为正弦波，且第一相初始调制波在任一时刻的幅度与第二相初始调制波在该时刻的幅度相加为零。

在该技术方案中，控制系统根据单相变流器的两桥臂初始调制波(即第一相初始调制波和第二相初始调制波)，得到共模调制波，可避免使用虚拟第三相的算法过程，减少了延时环节，可提升系统响应速度以及系统可靠性。另外，控制系统能够根据直流侧正母线电平所对应电压以及直流侧负母线电平所对应电压，调节共模分量的大小和变化斜率，进而调整系统DPWM方法的作用时间范围，提升系统中点电位平衡能力。

在一个设计方案中，控制系统对单相变流器输出的第一电平所对应电压、单相变流器输出的第二电平所对应电压以及关于第一电平所对应电压和第二电平所对应电压的电压参考值进行计算，得到单相变流器的共模调制波变化率，具体可以为：获取第一电平所对应电压和第二电平所对应电压之间的差值的绝对值。对差值的绝对值和电压参考值进行计算，得到共模调制波变化率，其中差值的绝对值和共模调制波变化率呈反比例关系。

在该设计方案中，系统中点电位偏差程度越大，共模调制波变化率越小；系统中点电位偏差程度越小，共模调制波变化率越大。当系统中点电位偏差较大时，控制系统能够主动降低DPWM钳位状态的占比，提升系统中点电位平衡能力；当系统中点电位偏差较小时，控制系统能够主动增大DPWM钳位状态的占比，降低系统开关损耗。