專利名稱：一種平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法及裝置，屬于電力電子功率變換器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
二極管箝位式三電平逆變器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于中高壓交流電機(jī)傳動(dòng)、電網(wǎng)無(wú)功功率的補(bǔ)償?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)的兩個(gè)直流電容給出了直流側(cè)電壓中點(diǎn)。每個(gè)直流電容上的電壓通常為直流側(cè)電壓的一半。由于電容值有限，中點(diǎn)電流對(duì)電容充放電會(huì)使直流側(cè)中點(diǎn)電壓產(chǎn)生偏移，同時(shí)直流側(cè)中點(diǎn)電壓還會(huì)隨著二極管箝位式三電平逆變器的運(yùn)行條件而改變，導(dǎo)致二極管箝位式三電平逆變器即使在正常工作時(shí)，直流側(cè)中點(diǎn)電壓和三相橋臂中點(diǎn)電壓也會(huì)偏移過(guò)大，造成三電平逆變器上下橋臂電壓分布不均，從而導(dǎo)致逆變器輸出電壓THD大增和開(kāi)關(guān)器件過(guò)早損壞。要確保二極管箝位式三電平逆變器長(zhǎng)期、可靠地運(yùn)行，必須保證三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)電壓的偏移在一定的范圍內(nèi)。因此研究一套能保證二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓平衡的裝置，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中是非常必要的。目前最常用的平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法是使用空間矢量脈寬調(diào)制，合理選擇冗余矢量的作用順序和時(shí)間的方法?！吨袊?guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》于2006年第六期發(fā)表論文《中點(diǎn)箝位式三電平逆變器空間矢量調(diào)制及其中點(diǎn)控制研究》，對(duì)這種方法做出了詳細(xì)的闡述，但是該方法的平衡能力有限，其控制算法非常復(fù)雜，對(duì)用于計(jì)算的控制芯片要求高，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性差，并且會(huì)影響二極管箝位式三電平逆變器輸出波形的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推進(jìn)了該逆變器的工業(yè)應(yīng)用。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是將二極管箝位式三電平逆變器的直流側(cè)電容中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)分開(kāi)，并在其間串聯(lián)一個(gè)電壓發(fā)生器，該裝置包括單相全橋逆變電路、直流電源、濾波電容、濾波電感、變壓器、PWM控制器、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器、直流側(cè)電壓傳感器、補(bǔ)償電壓傳感器、二極管箝位式三電平逆變器；直流電源并聯(lián)于單相全橋逆變電路的直流側(cè)，單相全橋逆變電路和濾波電感以及變壓器的原邊串聯(lián)，通過(guò)變壓器的副邊串聯(lián)在二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)之間，濾波電容并聯(lián)于變壓器原邊；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)的電容中點(diǎn)處，直流側(cè)電壓傳感器并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)，補(bǔ)償電壓傳感器并聯(lián)于變壓器的原邊，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器、直流側(cè)電壓傳感器和補(bǔ)償電壓傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM控制器產(chǎn)生IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)。平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置的控制方法是，通過(guò)對(duì)二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移量進(jìn)行檢測(cè)，由DSP計(jì)算出用于平衡直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移所需要的補(bǔ)償電壓，再由PWM控制器產(chǎn)生IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單相全橋逆變電路產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，經(jīng)過(guò)變壓器將補(bǔ)償電壓疊加到二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的平衡。具體技術(shù)方案如下
一種平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法，其特征在于將二極管箝位式三電平逆變器的直流側(cè)電容中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)分開(kāi)，并在其間串聯(lián)一個(gè)電壓發(fā)生器，通過(guò)控制電路控制電壓發(fā)生器產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，并將補(bǔ)償電壓疊加到二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的平衡。所述的電壓發(fā)生器由單相全橋逆變電路1、直流電源2、濾波電容3、濾波電感4、變壓器5組成，直流電源2并聯(lián)于單相全橋逆變電路I的直流側(cè)，單相全橋逆變電路I和濾波電感4以及變壓器5的原邊串聯(lián)，通過(guò)變壓器5的副邊串聯(lián)在二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)之間，濾波電容3并聯(lián)于變壓器5的原邊；所述的控制電路由PWM控制器6、IGBT驅(qū)動(dòng)電路7、直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9、補(bǔ)償電壓傳感器10組成，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)的電容中點(diǎn)處，直流側(cè)電壓傳感器9并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)，補(bǔ)償電壓傳感器10并聯(lián)于變壓器5的原邊；將直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9及補(bǔ)償電壓傳感器10的輸出信號(hào) 輸入PWM控制器6，PWM控制器6中的DSP芯片計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)，為單相全橋逆變電路I的4個(gè)IGBT提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路7驅(qū)動(dòng)單相全橋逆變電路I的4個(gè)IGBT工作，使單相全橋逆變電路I產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，平衡二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)中點(diǎn)電壓。所述的PWM控制器6中的DSP芯片計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)的過(guò)程是這樣實(shí)現(xiàn)的當(dāng)二極管箝位式三電平逆變器11帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)中點(diǎn)電壓發(fā)生偏移；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8，直流側(cè)電壓傳感器9，補(bǔ)償電壓傳感器10分別檢測(cè)出直流側(cè)電容中點(diǎn)實(shí)際電壓Vn、直流側(cè)實(shí)際電壓Uic和補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓V。，輸入PWM控制器6，PWM控制器6中的DSP芯片用O. Wic減去Un得出補(bǔ)償電壓指令U>,再用U，減去K得到即K*與K的誤差電壓以計(jì)算需要的輸出誤差信號(hào)與補(bǔ)償指令電壓信號(hào)，誤差信號(hào)Λ Uc經(jīng)過(guò)PID調(diào)制后和三角波比較得到4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)。根據(jù)平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移方法構(gòu)建的平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置，該裝置包括電壓發(fā)生器和控制電路；所述的電壓發(fā)生器由單相全橋逆變電路1、直流電源2、濾波電容3、濾波電感4、變壓器5組成，直流電源2并聯(lián)于單相全橋逆變電路I的直流側(cè)，單相全橋逆變電路I和濾波電感4以及變壓器5的原邊串聯(lián)，通過(guò)變壓器5的副邊串聯(lián)在二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)之間，濾波電容3并聯(lián)于變壓器5的原邊；所述的控制電路由PWM控制器6、IGBT驅(qū)動(dòng)電路7、直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9、補(bǔ)償電壓傳感器10組成，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)的電容中點(diǎn)處，直流側(cè)電壓傳感器9并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)，補(bǔ)償電壓傳感器10并聯(lián)于變壓器5的原邊；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9及補(bǔ)償電壓傳感器10的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM控制器6產(chǎn)生IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路7驅(qū)動(dòng)單相全橋逆變電路I的4個(gè)IGBT工作，使單相全橋逆變電路I產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，平衡二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)中點(diǎn)電壓。所述的PWM控制器6中的DSP芯片計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)的過(guò)程是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)二極管箝位式三電平逆變器11帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)中點(diǎn)電壓發(fā)生偏移；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9和補(bǔ)償電壓傳感器10分別檢測(cè)出直流側(cè)電容中點(diǎn)實(shí)際電壓Vn、直流側(cè)實(shí)際電壓Uic和補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓V。，輸入PWM控制器6，PWM控制器6中的DSP芯片用O. Wic減去Un得出補(bǔ)償電壓指令U>,再用U，減去K得到即K*與K的誤差電壓以計(jì)算需要的輸出誤差信號(hào)與補(bǔ)償指令電壓信號(hào)，誤差信號(hào)Λ Uc經(jīng)過(guò)PID調(diào)制后和三角波比較得到4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)。所述的DSP芯片可以是TMS320F28335。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.現(xiàn)有的使用空間矢量脈寬調(diào)制，合理選擇冗余矢量的作用順序和時(shí)間的平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法使得控制算法變得非常復(fù)雜，對(duì)用于控制算法計(jì)算的DSP或ARM等集成電路芯片的計(jì)算速度要求非常高，而本裝置的控制算法簡(jiǎn)單，對(duì)用于控制算法計(jì)算硬件要求較低，提高了計(jì)算的速度和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。2.現(xiàn)有的使用空間矢量脈寬調(diào)制，合理選擇冗余矢量的作用順序和時(shí)間的平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法對(duì)直流側(cè)電壓偏移的平衡能力有限，并且會(huì)影響二極管箝位式三電平逆變器輸出波形的質(zhì)量，而本裝置采用的是有源補(bǔ)償?shù)姆绞剑梢詫?duì)直流側(cè)中點(diǎn)的電壓偏移進(jìn)行精確的、實(shí)時(shí)的補(bǔ)償，因此對(duì)直流側(cè)電壓偏移的平衡能力強(qiáng)，優(yōu)化了二極管箝位式三電平逆變器輸出波形的質(zhì)量。


圖1是平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置的主回路圖； 圖2是平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置的結(jié)構(gòu) 圖3是控制策略意 圖中1.單相全橋逆變電路，2.直流電源，3.濾波電容，4.濾波電感，5.變壓器，6. PWM控制器，7.1GBT驅(qū)動(dòng)電路，8.直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器，9.直流側(cè)電壓傳感器，10.補(bǔ)償電壓傳感器，11. 二極管箝位式三電平逆變器。Un為直流側(cè)中點(diǎn)實(shí)際電壓，Uac為直流側(cè)實(shí)際電壓，U，為補(bǔ)償電壓指令，Uc為實(shí)際輸出補(bǔ)償電壓，Λ V。為U》' 與Uc的誤差電壓。
具體實(shí)施例方式為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。如圖1至圖3示出了本發(fā)明一種平衡二 極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置的
具體實(shí)施例方式本平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置的實(shí)現(xiàn)方法由單相全橋逆變電路、變壓器組成的電路和檢測(cè)控制系統(tǒng)組成
參見(jiàn)圖1、圖2，該裝置為包括1.單相全橋逆變電路，2.直流電源，3.濾波電容，4.濾波電感，5.變壓器，6. PWM控制器，7.1GBT驅(qū)動(dòng)電路，8.直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器，9.直流側(cè)電壓傳感器，10.補(bǔ)償電壓傳感器，11. 二極管箝位式三電平逆變器；直流電源2并聯(lián)于單相全橋逆變電路I的直流側(cè)，單相全橋逆變電路1、濾波電感4和變壓器5的原邊串聯(lián)，通過(guò)變壓器5的副邊串聯(lián)在二極管箝位式三電平逆變器11的直流側(cè)電容中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)之間，濾波電容3并聯(lián)于變壓器5的原邊，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)的電容中點(diǎn)處，直流側(cè)電壓傳感9并聯(lián)于二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)；補(bǔ)償電壓傳感器10并聯(lián)于變壓器5的原邊，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9和補(bǔ)償電壓傳感器10的輸出信號(hào)輸入PWM控制器6,產(chǎn)生信號(hào)控制IGBT驅(qū)動(dòng)電路7。該方法為當(dāng)二極管箝位式三電平逆變器11帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)中點(diǎn)電壓發(fā)生偏移；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8、直流側(cè)電壓傳感器9和補(bǔ)償電壓傳感器10分別檢測(cè)出·直流側(cè)中點(diǎn)電壓信號(hào)、直流側(cè)電壓信號(hào)和補(bǔ)償電壓信號(hào)，輸入PWM控制器6，以計(jì)算需要的輸出誤差信號(hào)與補(bǔ)償指令電壓信號(hào)，PWM控制器6中的DSP計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)，為單相全橋逆變電路I的4個(gè)IGBT提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由驅(qū)動(dòng)電路7驅(qū)動(dòng)單相全橋逆變電路I的4個(gè)IGBT工作；單相全橋逆變電路I產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，平衡二極管箝位式三電平逆變器11直流側(cè)中點(diǎn)電壓。參見(jiàn)圖3，圖3為平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置的控制策略的實(shí)現(xiàn)方法，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器8測(cè)量直流側(cè)電容中點(diǎn)實(shí)際電壓Un,直流側(cè)電壓傳感器9測(cè)量直流側(cè)實(shí)際電壓UAc，補(bǔ)償電壓傳感器10測(cè)量補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓Uc,用O. Wac減去Un得出補(bǔ)償電壓指令H再用U》' 減去Uc得到Λ Uc即U，與Uc的誤差電壓，誤差信號(hào)Λ Uc經(jīng)過(guò)PID調(diào)制后和三角波比較得到PWM信號(hào)。本發(fā)明采用TI公司TMS320F28335芯片作為PWM控制器的主要芯片，DSP芯片TMS320F28335具有6個(gè)增強(qiáng)型PWM模塊，每個(gè)模塊可以輸出2個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)，可以滿足裝置4個(gè)獨(dú)立的PWM控制信號(hào)的需要。
權(quán)利要求
1.ー種平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法，其特征在于將ニ極管箝位式三電平逆變器的直流側(cè)電容中點(diǎn)和三相橋臂箝位ニ極管公共中點(diǎn)分開(kāi)，并在其間串聯(lián)ー個(gè)電壓發(fā)生器，通過(guò)反饋電路驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生器產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，并將補(bǔ)償電壓疊加到ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法，其特征在于，所述的電壓發(fā)生器由単相全橋逆變電路(I)、直流電源(2)、濾波電容(3)、濾波電感(4)、變壓器(5)組成，直流電源(2)并聯(lián)于単相全橋逆變電路(I)的直流側(cè)，単相全橋逆變電路(I)和濾波電感(4)以及變壓器(5)的原邊串聯(lián)，通過(guò)變壓器(5)的副邊串聯(lián)在ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)和三相橋臂箝位ニ極管公共中點(diǎn)之間，濾波電容(3)并聯(lián)于變壓器(5)的原邊；所述的控制電路由PWM控制器(6)、IGBT驅(qū)動(dòng)電路(7)、直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)、直流側(cè)電壓傳感器(9)、補(bǔ)償電壓傳感器(10)組成，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)并聯(lián)于ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)的電容中點(diǎn)處，直流側(cè)電壓傳感器(9 )并聯(lián)于ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)，補(bǔ)償電壓傳感器(10 )并聯(lián)于變壓器(5)的原邊；將直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)、直流側(cè)電壓傳感器(9)及補(bǔ)償電壓傳感器(10)的輸出信號(hào)輸入PWM控制器(6)，PWM控制器(6)中的DSP芯片計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)，為単相全橋逆變電路(I)的4個(gè)IGBT提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路(7)驅(qū)動(dòng)単相全橋逆變電路(I)的4個(gè)IGBT工作，使単相全橋逆變電路(I)產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，平衡ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)中點(diǎn)電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法，其特征在于，所述的PWM控制器(6 )中的DSP芯片計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)的過(guò)程是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)ニ極管箝位式三電平逆變器(11)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)中點(diǎn)電壓發(fā)生偏移；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)，直流側(cè)電壓傳感器(9)，補(bǔ)償電壓傳感器(10)分別檢測(cè)出直流側(cè)電容中點(diǎn)實(shí)際電壓ひn、直流側(cè)實(shí)際電壓ひd。和補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓ひ。，輸入PWM控制器(6)，PWM控制器(6)中的DSP芯片用0. 5Uic減去Un得出補(bǔ)償電壓指令ひ。*，再用ひ。*減去Uc得到A Uc即ひ。*與Uc的誤差電壓以計(jì)算需要的輸出誤差信號(hào)與補(bǔ)償指令電壓信號(hào)，誤差信號(hào)Aひ。經(jīng)過(guò)PID調(diào)制后和三角波比較得到4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移方法構(gòu)建的平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置，其特征在干該裝置包括電壓發(fā)生器和控制電路；所述的電壓發(fā)生器由単相全橋逆變電路(I)、直流電源(2)、濾波電容(3)、濾波電感(4)、變壓器(5)組成，直流電源(2)并聯(lián)于単相全橋逆變電路(I)的直流側(cè)，単相全橋逆變電路(I)和濾波電感(4 )以及變壓器(5 )的原邊串聯(lián)，通過(guò)變壓器(5 )的副邊串聯(lián)在ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)和三相橋臂箝位ニ極管公共中點(diǎn)之間，濾波電容(3)并聯(lián)于變壓器(5)的原邊；所述的控制電路由PWM控制器(6)、IGBT驅(qū)動(dòng)電路(7)、直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)、直流側(cè)電壓傳感器(9)、補(bǔ)償電壓傳感器(10)組成，直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)并聯(lián)于ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)的電容中點(diǎn)處，直流側(cè)電壓傳感器(9 )并聯(lián)于ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)，補(bǔ)償電壓傳感器(10 )并聯(lián)于變壓器(5)的原邊；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8)、直流側(cè)電壓傳感器(9)及補(bǔ)償電壓傳感器(10)的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM控制器(6)產(chǎn)生IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路(7)驅(qū)動(dòng)単相全橋逆變電路(I)的4個(gè)IGBT工作，使単相全橋逆變電路(I)產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，平衡ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)中點(diǎn)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置，其特征在于所述的PWM控制器(6)中的DSP芯片計(jì)算出4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)的過(guò)程是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)ニ極管箝位式三電平逆變器(11)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，ニ極管箝位式三電平逆變器(11)直流側(cè)中點(diǎn)電壓發(fā)生偏移；直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器(8 )、直流側(cè)電壓傳感器(9 )和補(bǔ)償電壓傳感器(10)分別檢測(cè)出直流側(cè)電容中點(diǎn)實(shí)際電壓^、直流側(cè)實(shí)際電壓和補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓ひ。，輸入PWM控制器(6)，PWM控制器(6)中的DSP芯片用0. 5Uic減去^得出補(bǔ)償電壓指令ひ。*，再用ひ。*減去Uc得到A Uc即ひ。*與Uc的誤差電壓以計(jì)算需要的輸出誤差信號(hào)與補(bǔ)償指令電壓信號(hào)，誤差信號(hào)A Uc經(jīng)過(guò)PID調(diào)制后和三角波比較得到4個(gè)獨(dú)立的PWM信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平衡ニ極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的裝置，其特征在于所述的DSP芯片是TMS320F28335。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種平衡二極管箝位式三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電壓偏移的方法及裝置，其原理是將二極管箝位式三電平逆變器的直流側(cè)電容中點(diǎn)和三相橋臂箝位二極管公共中點(diǎn)分開(kāi)，并在其間串聯(lián)一個(gè)電壓發(fā)生器，使二極管箝位式三電平逆變器的三相橋臂中點(diǎn)電壓保持在直流側(cè)電壓的一半左右，波動(dòng)范圍滿足二極管箝位式三電平逆變器正常工作要求。該裝置包括單相全橋逆變電路、直流電源、濾波電容、濾波電感、變壓器、PWM控制器、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、直流側(cè)中點(diǎn)電壓傳感器、直流側(cè)電壓傳感器、補(bǔ)償電壓傳感器、二極管箝位式三電平逆變器；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度和同步性都較高。
文檔編號(hào)H02M7/487GK103051228SQ20121053315
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者劉國(guó)海, 陳兆嶺, 錢(qián)鵬, 孫京京 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)