一種解決t型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，其特征在于：所述的控制方法為DSP控制系統(tǒng)采集T型三電平變流器的電壓電流信息后在通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制三電平正負(fù)小矢量的作用時(shí)間；在上下電容電壓相同，即Vdc1＝Vdc2時(shí)，令正負(fù)小矢量的作用時(shí)間都為t/2，在上下電容電壓不均衡，即時(shí)Vdc1！＝Vdc2時(shí)，令正小矢量的作用時(shí)間為t/2+K*Δt，負(fù)小矢量的作用時(shí)間為t/2-K*Δt，其中K為調(diào)制系數(shù)，它為一個(gè)正值。本發(fā)明采用軟件設(shè)計(jì)方法，不需要增加硬件電路，修改調(diào)試簡(jiǎn)單，不需要修改硬件電路，節(jié)約了成本。采用小矢量控制中點(diǎn)不平衡，控制效果好，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】—種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及T型三電平變流器，特別涉及一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]上下電容電壓不平衡是T型三電平變流器的固有問(wèn)題，變流器的直流側(cè)由兩個(gè)串聯(lián)的電容進(jìn)行分壓，形成了 PON三個(gè)電平。兩個(gè)電容的電壓不一樣，會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題，輕則影響逆變器的性能，重則造成開關(guān)器件的損壞，出現(xiàn)安全問(wèn)題。
[0003]國(guó)內(nèi)外對(duì)三電平中點(diǎn)電位平衡控制的研究非常多，可以大體分為兩種:軟件控制和硬件電路控制。軟件控制主要指在原有的調(diào)制策略上加入一些均壓的算法，改變某些矢量的作用時(shí)間從而減小中點(diǎn)電位的波動(dòng)。這種方法的控制算法較為復(fù)雜，中點(diǎn)電壓控制的效果較差，影響PCS變流器性能，嚴(yán)重會(huì)影響開關(guān)器件，造成安全問(wèn)題。而硬件方法則需要增加很多電氣元件，不利于生產(chǎn)成本的控制。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種新型控制方法，用于解決上下電容電壓不平衡的問(wèn)題，保證整個(gè)PCS系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，用于解決上下電 容電壓不平衡的問(wèn)題，保證整個(gè)PCS系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，其特征在于:所述的控制方法為DSP控制系統(tǒng)采集T型三電平變流器的電壓電流信息后在通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制三電平正負(fù)小矢量的作用時(shí)間；在上下電容電壓相同，即Vdcl = Vdc2時(shí)，令正負(fù)小矢量的作用時(shí)間都為t/2，在上下電容電壓不均衡，即時(shí)Vdcl ! = Vdc2時(shí)，令正小矢量的作用時(shí)間為t/2+K*At，負(fù)小矢量的作用時(shí)間為t/2-K* Δ t,其中K為調(diào)制系數(shù),它為一個(gè)正值。
[0007]所述的控制方法中當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在330°與_30°之間時(shí)作用時(shí)間At =-sgn (ia* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在30°與-90°之間時(shí)作用時(shí)間At = sgn (ic* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在90°與-150°之間時(shí)作用時(shí)間At=-sgn (ib* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在150°與-210°之間時(shí)作用時(shí)間At=sgn (ia* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在210°與-270 °之間時(shí)作用時(shí)間At=-sgn (ic* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在270°與-330°之間時(shí)作用時(shí)間At =sgn (ib* Δ Vdc);其中 Δ Vdc = Vdcl_Vdc2，sgn 表示取符號(hào)函數(shù)，當(dāng)想 x> = O 時(shí)，sgn (X)=I,當(dāng)想 x〈0 時(shí)，sgn(x) = -1。
[0008]所述的DSP控制系統(tǒng)采用TMS320F28335作為控制芯片。
[0009]一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，本發(fā)明采用軟件設(shè)計(jì)方法，不需要增加硬件電路，修改調(diào)試簡(jiǎn)單，不需要修改硬件電路，節(jié)約了成本。采用小矢量控制中點(diǎn)不平衡，控制效果好，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明；
[0011]圖1為本發(fā)明一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法的結(jié)構(gòu)框架圖；
[0012]圖2為本發(fā)明一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法中T型三電平三相變流器系統(tǒng)控制框圖；
[0013]圖3為本發(fā)明一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法中T型三電平拓?fù)涞娜嘧兞髌鞯碾娐穲D；
[0014]圖4為本發(fā)明一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法中T型三電平空間矢量圖；
[0015]圖5為本發(fā)明一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法加入中點(diǎn)電位不平衡的控制的上下母線電容電壓變化圖；
[0016]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的上下電容電壓變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明為采用了 TI的TMS320F28335作為DSP控制系統(tǒng)的控制芯片，主頻達(dá)150MHz，能夠快速實(shí)時(shí)地完成各種數(shù)字控制算法的計(jì)算。采用T型三電平空間矢量調(diào)制(SVPWM)，通過(guò)控制三電平正負(fù)小矢量作用時(shí)間，對(duì)中點(diǎn)電位進(jìn)行控制。
[0018]如圖2所示，N是中性點(diǎn)，中點(diǎn)平衡需要N點(diǎn)電位為零。Vdcl，Vdc2為上下側(cè)電容電壓，AVdc是上下側(cè)電壓差值，用于空間矢量調(diào)制(SVPWM)的小矢量調(diào)節(jié)，從而控制中點(diǎn)N的電位接近零。PCS實(shí)現(xiàn)SVPWM中點(diǎn)不平衡軟件控制方法。DSP控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)AD采樣獲得PCS系統(tǒng)電壓電流信息(其中，直流上下側(cè)電容電壓采樣為用于SVPWM中點(diǎn)不平衡軟件控制的輸入?yún)?shù))，這些信息經(jīng)過(guò)DSP計(jì)算得到IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)(采用SVPWM控制算法)，實(shí)現(xiàn)PCS變流器的能量雙向流動(dòng)。
[0019]如圖3所示，以a相為例，變流器輸出a相電壓ua(以母線電容中點(diǎn)O為參考)根據(jù)開關(guān)狀態(tài)可輸出三種電平分別為:正電平+Vdc/2用P來(lái)表示，零電平用O來(lái)表示，負(fù)電平-Vdc/2用N來(lái)表示，具體的各開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)與對(duì)應(yīng)輸出的電壓如表1所示。
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，其特征在于:所述的控制方法為DSP控制系統(tǒng)采集T型三電平變流器的電壓電流信息后在通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制三電平正負(fù)小矢量的作用時(shí)間；在上下電容電壓相同，即Vdcl = Vdc2時(shí)，令正負(fù)小矢量的作用時(shí)間都為t/2，在上下電容電壓不均衡，即時(shí)Vdcl ! = Vdc2時(shí)，令正小矢量的作用時(shí)間為t/2+K*At,負(fù)小矢量的作用時(shí)間為t/2-K* At,其中K為調(diào)制系數(shù),它為一個(gè)正值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，其特征在于:所述的控制方法中當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在330°與-30°之間時(shí)作用時(shí)間At =-sgn (ia* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在30°與-90°之間時(shí)作用時(shí)間At = sgn (ic* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在90°與-150°之間時(shí)作用時(shí)間At=-sgn (ib* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在150°與-210°之間時(shí)作用時(shí)間Δ?=sgn (ia* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在210°與-270 °之間時(shí)作用時(shí)間At=-sgn (ic* AVdc);當(dāng)合矢量與α軸的夾角Θ在270°與-330°之間時(shí)作用時(shí)間At =sgn (ib* Δ Vdc);其中 Δ Vdc = Vdcl_Vdc2，Sgn 表示取符號(hào)函數(shù)，當(dāng)想 x> = O 時(shí)，sgn (X)=I,當(dāng)想 x〈0 時(shí)，sgn(X) = -10
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種解決T型三電平變流器中點(diǎn)不平衡的控制方法，其特征在于:所述的DSP控制 系統(tǒng)采用TMS320F28335作為控制芯片。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK104009664SQ201410253284
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】王海松, 姜廣宇, 王 琦, 葉程廣, 羅天意, 丁卓禹, 金濤, 郭成坤 申請(qǐng)人:安徽賽瑞儲(chǔ)能設(shè)備有限公司