一种三电平逆变器的最小开关损耗实现方法

摘要

本发明公开了一种三电平逆变器的最小开关损耗实现方法，先根据传感器采集的交流侧电压、交流侧电流、直流侧总电压数据，然后根据电流关系和电压矢量所处的区域选取共模电压系数k₁和共模电压系数k₂，并计算出基于最大电流相调制波钳位的等效调制波，最后采用双三角载波比较方法产生IGBT的驱动信号；在本发明中结合了基于最大电流相调制波钳位的策略，双三角载波比较方法实现了开关损耗最小的方法。

主权项

一种三电平逆变器的最小开关损耗实现方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、通过电压电流传感器获取交流侧电压U_x(x＝a,b,c)、交流侧电流i_x(x＝a,b,c)、直流侧总电压U_dc；(2)、结合交流侧电流i_x、交流侧电压U_x通过电压、电流控制得到三相电压控制信号u_x(x＝a,b,c)；(2.1)、对交流侧电流i_x、交流侧电压U_x变换到两相同步旋转坐标系(d,q)上，其公式如下：其中，θ为同步旋转坐标q轴的旋转角度；(2.2)、采用PI控制方法得到两相电压控制信号u_q、u_d，其控制方程如下：$\left\{\begin{array}{c}{u}_q=-(K_{iP}+\frac{K_{iL}}{s})(i_q^{*}-i_q)-\omega L{i}_d+U_q\\ u_d=-(K_{iP}+\frac{K_{iL}}{s})(i_d^{*}-i_d)-{\mathrm{\omega Li}}_q+U_d\end{array}\right.$其中，K_iP、K_iL为比例调节增益和积分调节增益，为电流指令值，L是滤波器电感值；(2.3)、将步骤(2.2)中得到的两相电压控制信号u_q、u_d转换成三相电压控制信号u_x，其公式为：其中，β＝arctan(‑U_d/U_q)；定义m为三电平逆变器的调制比，其表达式为(3)、根据三相电压控制信号u，结合调制比m，直流侧总电压U_dc，同步旋转坐标q轴的旋转角度θ，交流侧电流i_x，采用基于最大电流相调制波钳位的策略，计算出等效调制波u_mx(x＝a,b,c)；(4)、结合等效调制波u_mx，使用双三角载波比较方法产生IGBT的驱动信号；(4.1)、比较同一时刻，等效调制波u_mx与双三角载波的幅值大小，当u_mx大于正三角载波时，输出该状态下x相对应的IGBT的PWM信号P；(4.2)、比较同一时刻，等效调制波u_mx与双三角载波的幅值大小，当u_mx大于正三角载波小于负三角载波时，输出该状态下x相对应的IGBT的PWM信号O；(4.3)、比较同一时刻，等效调制波u_mx与双三角载波的幅值大小，当u_mx小于负三角载波时，输出该状态下x相对应的IGBT的PWM信号N。