[发明专利]一种T型三电平逆变器共模电压及中性点电压平衡控制方法

说明书

本发明涉及一种T型三电平逆变器共模电压及中性点电压平衡控制方法，首先将T型三电平逆变器的三相空间矢量划分为六大扇区，并将各矢量按照幅值大小分类为大矢量、中矢量、小矢量和零矢量，随后选用六个中矢量、一个零矢量和六个虚拟小矢量作为新型虚拟矢量调制策略的基础矢量，利用所述新型虚拟矢量重新将三相空间矢量划分为十二个扇区，并采用五段式对称发波，将整体计算建立在60°坐标系中。与现有技术相比，本发明具有简化抑制共模电压的实现难度、对中性点的电压波动具有较好的抑制作用,且整体的计算量较少等优点。

技术领域

本发明涉及逆变器调制技术领域，尤其是涉及一种T型三电平逆变器共模电压及中性点电压平衡控制方法。

背景技术

T型三电平逆变器是一种新颖的钳位型拓扑，该电路具有使用器件少、损耗均匀、运行效率高等优点。在大功率的场合下应用较广。但是由于电容的制作工艺有限、电网电压的波动等一系列不可避免的问题，导致了中点电压波动和共模电压的产生。中点电压的波动会导致并网电压的波形发生畸变，谐波含量大增；共模电压过高容易造成安全性事件。为此，这两个问题能否得到妥善解决是T型三电平逆变器广泛使用的关键之处。

T型三电平逆变器存在中性点电压波动和共模电压等问题，严重影响了其安全性并且降低了输出电压质量。针对T型三电平逆变器的中点电压波动和共模电压较高问题，国内外的学者提出了很多调制策略。其中提出的调制策略主要集中在基础矢量的合成选取上。现有的调制策略主要分为传统的SVPWM、零共模调制策略和基于构建虚拟合成矢量的控制方式。

传统的SVPWM控制策略使用了所有基本矢量，包括大量的高共模矢量和中性点电流不可控矢量；传统的零共模调制策略采用六个中矢量和一个零矢量作为基本合成矢量，它们均存在对中点电压波动控制效果较差的问题。而其他基于虚拟合成矢量的调制策略存在基础矢量选择和计算过程复杂，且控制效果一般等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种T型三电平逆变器共模电压及中性点电压平衡控制方法，该方法基于六个中矢量，一个零矢量和六个虚拟小矢量进行调制，可实现对中点电位波动控制效果较好的同时，仍具有一定共模电压抑制的作用，且避免了大量的三角函数运算过程，缩短运行时间。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种T型三电平逆变器共模电压及中性点电压平衡控制方法，首先将T型三电平逆变器的三相空间矢量划分为六大扇区，并将各矢量按照幅值大小分类为大矢量、中矢量、小矢量和零矢量，随后选用六个中矢量、一个零矢量和六个虚拟小矢量构成新型虚拟矢量调制策略的基础矢量，利用所述新型虚拟矢量重新将三相空间矢量划分为十二个扇区，并采用五段式对称发波。该方法的整体计算建立于60度坐标系中。

所述大矢量的幅值为2U_dc/3，所述中矢量的幅值为所述小矢量的幅值为U_dc/3，所述零矢量的幅值为零，U_dc为直流侧电压值。

所述虚拟小矢量包括一个大矢量和一个零矢量。

在一个采样周期中，以零矢量为起始矢量进行五段式发波。

本发明提供的T型三电平逆变器共模电压及中性点电压平衡控制方法，相较于现有技术至少包括如下有益效果：

1)本发明舍弃高共模矢量，采用零共模和合成低共模零中性点电流的虚拟小矢量作为基本合成矢量，虚拟小矢量由一个大矢量和一个零矢量和成，其具有低共模电压和零中性点电流的特点，通过将扇区重新划分为12个大扇区，采用六个零共模电压的中矢量、一个零矢量和六个虚拟小矢量，即相比于传统的零共模调制策略发波不对称的情况，本发明采用五段式对称发波，大大简化了抑制共模电压的实现难度，有助于缩短运行时间；