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专利号: 2015106753095
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三相中点钳位三电平逆变器一维调制共模电流抑制方法,其特征在于其内容包括以下具体步骤:

对于三相中点钳位三电平逆变器的每相桥臂,定义其开关矢量状态为S,则S有三种取值:0,桥臂输出端连接直流母线负端;1,桥臂输出端连接直流母线中点;2,桥臂输出端连接直流母线正端;当三相桥臂的开关矢量状态SA、SB和SC在满足式(1)的情况下,SA+SB+SC=3   (1)

使非隔离三相中点钳位三电平逆变器NPC的三个桥臂分别工作在0、1和2三种矢量状态,或者三个桥臂都工作在1矢量状态;保证共模电压恒等于直流电压源的二分之一,从而有效的抑制系统的共模电流;

步骤1:在一个基波周期内根据三相调制波正负将一个基波周期分为六个扇区分别操作,Ι扇区A相调制波大于零、B相调制波小于零、C相调制波小于零,ΙΙ扇区A相调制波大于零、B相调制波大于零、C相调制波小于零,ΙΙΙ扇区A相调制波小于零、B相调制波大于零、C相调制波小于零,ΙV扇区A相调制波小于零、B相调制波大于零、C相调制波大于零,V扇区A相调制波小于零、B相调制波小于零、C相调制波大于零,VΙ扇区A相调制波大于零、B相调制波小于零、C相调制波大于零;在Ι扇区矢量作用顺序为111—201—210—111、在ΙΙ扇区矢量作用顺序为111—210—120—111、在ΙΙΙ扇区矢量作用顺序为111—120—021—111、在ΙV扇区矢量作用顺序为111—021—012—111、在V扇区矢量作用顺序为111—012—102—111、在VΙ扇区矢量作用顺序为111—102—201—111;在每个扇区中三相调制波的正负符号是不变的;

步骤2:根据三相调制波在时域的瞬时值确定矢量状态及其作用时间,在每个扇区中首先分别求取A相和B相的电压矢量及其作用时间,定义ax为x相标 幺化基准输出电压;axi为x相标幺化基准输出电压的整数部分;Vrefx为x相基准输出电压;VMax为输出相电压最大值;E为输出相邻电平间的电压差值;floor向下取整函数;Sx1、Sx2为x相相邻电压矢量;tx1、tx2为x相相应电压矢量的作用时间,其中x=a或b;

定义三相调制波为:Vrefa=m·VMaxcosθ,Vrefb=m·VMaxcos(θ-2π/3),Vrefcc=m·VMaxcos(θ+2π/3);

以扇区I为例,说明A相电压矢量的选取及作用时间计算;根据1DM调制原理:aa=(m·VMaxcosθ+VMax)/Ep,在NPC三电平逆变器中Ep=VMax,因此aa=1+mcosθ;当cosθ>0,aai=1,ra=mcosθ,Sa1=1,Sa2=2,ta1=(1-mcosθ)·Ts=(1-m|cosθ|)·Ts,ta2=mcosθ·Ts=m|cosθ|·Ts;cosθ<0,aai=0,ra=1+mcosθ,Sa1=0,Sa2=1,ta1=-mcosθ·Ts=m|cosθ|·Ts,ta2=(1+mcosθ)·Ts=(1-m|cosθ|)·Ts;

步骤3:依据式SA+SB+SC=3合理排列三相的电压矢量,推导三相在任意时刻的电压矢量及其作用时间保证共模电压恒定;根据三个桥臂的矢量状态之和为3的原则确定C相的矢量状态,最后合理组合三相的电压矢量,使三相整体的输出状态只有中矢量和零矢量111;在扇区Ι、ΙΙΙ、ΙV和VΙ中A相和B相的正负符号是不同的;在扇区ΙΙ和V中A相和B相的正负值是相同的;

步骤4:无死区一维调制能够更好地抑制共模,采样三相电感电流,然后用各相的电流信号与相应桥臂中第二开关和第三开关做与逻辑,得到新的第二开关和第三开关触发信号,这样由于第一开关与第三开关、第二开关与第四开关不存在互补关系,因此可以不添加死区。