[发明专利]五电平及多电平层叠式多单元变换器调制控制方法

权利要求书

1.一种五电平层叠式多单元变换器调制控制方法，应用于五电平层叠式多单元变换器，所述五电平层叠式多单元变换器，包括：三个桥臂，每个桥臂为一相，每个桥臂均包括：第一模块单元、第二模块单元、上悬浮电容和下悬浮电容；第一模块单元和第二模块单元均包括：三个输入端子、三个输出端子和四个开关管；所述开关管选用IGBT或MOSFET；三个输入端子分别为输入端子一、输入端子二和输入端子三，三个输出端子分别为输出端子一、输出端子二和输出端子三，四个开关管分别为第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一模块单元或第二模块单元中，第一开关管和第二开关管构成第一换流单元，第三开关管和第四开关管构成第二换流单元，第一开关管的第一极为输入端子一，第二开关管的第二极为输入端子二，第四开关管的第二极为输入端子三，第一开关管的第二极为输出端子一，第三开关管的第二极为输出端子二，第四开关管的第一极为输出端子三，第二开关管的第一极与第三开关管的第一极相连；第一模块单元的输入端子一、输入端子二、输入端子三分别与第二模块单元的输出端子一、输出端子二、输出端子三相连，上悬浮电容的第一极与第二极分别与第一模块单元的输入端子一和输入端子二相连，下悬浮电容的第一极与第二极分别与第一模块单元的输入端子二和输入端子三相连；第一模块单元的输出端子一、输出端子二、输出端子三直接相连作为该相交流输出端；直流侧上母线电容的第一极与第二极分别与第二模块单元的输入端子一和输入端子二相连，直流侧下母线电容的第一极与第二极分别与第二模块单元的输入端子二和输入端子三相连；其特征在于，所述五电平层叠式多单元变换器调制控制方法包括以下步骤：

(1)确定以直流母线电压一半标幺后的三相调制波中的最大值和最小值；在此基础上计算得到各相的上调制波和下调制波；其中，各相的上调制波为各相调制波与所述最小值之差的一半，各相的下调制波为各相调制波与所述最大值之差的一半加一；确定调制过程第一模块单元和第二模块单元的第一载波和第二载波；其中第一载波和第二载波幅值相等且相位相反；

(2)根据上调制波和下调制波是否处于钳位状态，判断该相调制波用于该相悬浮电容电压偏移调整或是中点电压调整；接着根据悬浮电容电压偏移量或中点电压偏移量调节上调制波和下调制波，计算得到该相第一模块单元的第一、第二调制波以及第二模块单元的第三、第四调制波；

(3)根据各相第一至第四调制波以及相位相反的第一载波和第二载波，计算得到各相的四个换流单元的PWM信号；

(4)根据各换流单元的PWM信号控制各换流单元中的开关管；

步骤(1)具体包括：

计算三相调制波，规定三相调制电压分别为v_ao、v_bo和v_co具体如公式(1)所示：

式中：m＝2V_m/E代表三相调制电压的调制比，V_m为三相调制电压的幅值，E为直流母线电压，ω表示输出角频率；

确定三相调制波中的最大值和最小值并计算各相上调制波v_xu和下调制波v_xd具体如公式(2)所示：

其中，v_xo为x相调制电压，x＝a,b,c；

根据双载波移相原理，计算得到调制过程第一模块单元和第二模块单元的第一载波和第二载波；第一载波和第二载波幅值相等且相位相反。