【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三相变流器，尤其涉及一种dq轴解耦的npc中点电压控制方法及系统。
技术介绍
1、近年来，三电平逆变器以其大容量、耐压等级高、输出电流谐波含量少、开关损耗小等优点，成为高压大功率场合非常理想的选择之一。然而，中点电压波动问题是三电平逆变器中存在的一个重要的共性问题。中点电压波动主要是由于直流侧滤波电容和开关管参数不一致、负载不平衡、开关状态对中点电压的影响不同而产生的，其实质是在每个开关周期内，当有电流流过中点时，直流侧上下两个电容充放电过程相反，此时中点电压产生波动。中点电压波动会对系统造成的危害有：输出侧含有低次谐波，降低输出效率，影响输出性能；功率器件承受的电压不均衡，影响器件的正常工作甚至会毁坏器件，降低直流侧电容的使用寿命。因此，中点电压波动问题是一个直接关系到系统安全性与输出性能的重要问题，需要妥善解决目前三电平并网逆变器中点平衡控制方法有两类：一类是增加额外的硬件电路控制中点平衡，另一类是基于cbpwm或svpwm调制算法平衡中点电压。基于硬件的控制方法均需要增设专门的硬件电路，增加了系统的复杂度和成本。目前较常用的中点电压平衡方法主要是：基于零序分量注入的cbpwm和基于冗余小矢量调整的svpwm方法。基于冗余小矢量调整的svpwm方法虽然直流电压利用率高，但是算法复杂、计算量大。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供一种dq轴解耦的npc中点电压控制方法及系统，直接针对变换器的dq轴电流分量分别叠加特定的零序分量，通过简单的设计中点电压的补偿环路
2、本专利技术公开了一种dq轴解耦的npc中点电压控制方法，其包括：
3、第一模块中的中点电压参考值和中点电压反馈值作差，得到中点电压误差值；第一模块将中点电压误差值分别输入到第一补偿器和第二补偿器；第一补偿器的输出与第一零序分量相乘，第二补偿器的输出与第二零序分量相乘，并将相乘的结果均输入第一求和模块进行求和，第一求和模块对接收到的相乘结果进行求和，得到dq轴运算结果；第二求和模块将dq轴运算结果和原零轴电压分量v0’求和，得到新零轴分量v0；新零轴分量v0与原dq轴调制电压共同构成新的调制矢量，最后进入pwm发生器，生成npc三相桥臂的pwm驱动信号。
4、进一步地，q轴和d轴输出电流的反馈值分别输入到q轴控制环路和d轴控制环路，计算出旋转坐标系下的控制分量vd和vq，电网电压采样值va、vb、vc输入到pll计算环路，生成旋转坐标系下的旋转角度wt；通过对旋转坐标系下的vd、vq、v0和wt进行调制，生成三相桥臂对应的pwm驱动信号。
5、进一步地，第一零序分量为d轴电流值，表示为id*k1；第二零序分量为q轴电流值以及6倍基波频率的正弦分量的乘积，表示为sin(6nwt)*iq*k2，其中，k1和k2均大于零，n为奇数。
6、本专利技术还公开了一种dq轴解耦的npc中点电压控制系统，其包括第一模块、第一补偿器、第二补偿器、第一乘法器、第二乘法器、第一求和模块和dq轴控制环路；dq轴控制环路包括第二求和模块、q轴控制环路、d轴控制环路、pll计算环路、控制模块和pwm发生器；第一模块分别通过第一补偿器和第二补偿器与第一乘法器和第二乘法器连接；第一乘法器和第二乘法器通过第一求和模块和第二求和模块连接；第二求和模块通过控制模块与pwm发生器连接；q轴控制环路和d轴控制环路均与控制模块连接；pll计算环路与控制模块连接。
7、进一步地，第一模块用于将中点电压参考值和中点电压反馈值作差，得到中点电压误差值，并将中点电压误差值分别输入到第一补偿器和第二补偿器。
8、进一步地，第一乘法器用于将第一补偿器的输出与第一零序分量相乘，第二乘法器用于将第二补偿器的输出与第二零序分量相乘，并将相乘的结果均输入第一求和模块进行求和，第一求和模块用于对接收到的相乘结果进行求和，得到dq轴运算结果。
9、进一步地，第一求和模块用于将dq轴运算结果输入第二求和模块，第二求和模块用于将dq轴运算结果和原零轴电压分量v0’求和，得到新零轴分量v0；控制模块用于将新零轴分量v0与原dq轴调制电压共同构成新的调制矢量输出至pwm发生器；pwm发生器用于生成npc三相桥臂的pwm驱动信号。
10、进一步地，q轴控制环路和d轴控制环分别用于接收q轴和d轴输出电流的反馈值，并根据反馈值，计算出旋转坐标系下的控制分量vd和vq；pll计算环路用于接收电网电压采样值va、vb、vc，生成旋转坐标系下的旋转角度wt；控制模块包括旋转坐标系下的vd、vq、v0和wt；pwm发生器用于通过对旋转坐标系下的vd、vq、v0和wt进行调制，生成三相桥臂对应的pwm驱动信号。
11、进一步地，第一零序分量为d轴电流值，表示为id*k1；第二零序分量为q轴电流值以及6倍基波频率的正弦分量的乘积，表示为sin(6nwt)*iq*k2，其中，k1和k2均为正数，n为奇数。
12、由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术直接针对变换器的dq轴电流分量分别叠加特定的零序分量，通过简单的设计中点电压的补偿环路控制参数，即可实现对变换器全工作象限的中点电压稳定且快速的调节与控制。使得无电解电容三相逆变器对直流母线支撑电容的容量大大减小，同时也降低了变流器的体积和成本，提高了控制的稳定性和可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种DQ轴解耦的NPC中点电压控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制方法，其特征在于，Q轴和D轴输出电流的反馈值分别输入到Q轴控制环路和D轴控制环路，计算出旋转坐标系下的控制分量Vd和Vq，电网电压采样值va、vb、vc输入到PLL计算环路，生成旋转坐标系下的旋转角度wt；通过对旋转坐标系下的Vd、Vq、V0和wt进行调制，生成三相桥臂对应的PWM驱动信号。
3.根据权利要求1所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制方法，其特征在于，第一零序分量为D轴电流值，表示为id*k1；第二零序分量为Q轴电流值以及6倍基波频率的正弦分量的乘积，表示为sin(6nwt)*iq*k2，其中，k1和k2均大于零，n为奇数。
4.一种DQ轴解耦的NPC中点电压控制系统，其特征在于，包括第一模块、第一补偿器、第二补偿器、第一乘法器、第二乘法器、第一求和模块和DQ轴控制环路；DQ轴控制环路包括第二求和模块、Q轴控制环路、D轴控制环路、PLL计算环路、控制模块和PWM发生器；第一模块分别通过第一补偿器和第二补偿器与第一乘法
5.根据权利要求4所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制系统，其特征在于，第一模块用于将中点电压参考值和中点电压反馈值作差，得到中点电压误差值，并将中点电压误差值分别输入到第一补偿器和第二补偿器。
6.根据权利要求5所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制系统，其特征在于，第一乘法器用于将第一补偿器的输出与第一零序分量相乘，第二乘法器用于将第二补偿器的输出与第二零序分量相乘，并将相乘的结果均输入第一求和模块进行求和，第一求和模块用于对接收到的相乘结果进行求和，得到DQ轴运算结果。
7.根据权利要求6所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制系统，其特征在于，第一求和模块用于将DQ轴运算结果输入第二求和模块，第二求和模块用于将DQ轴运算结果和原零轴电压分量V0’求和，得到新零轴分量V0；控制模块用于将新零轴分量V0与原DQ轴调制电压共同构成新的调制矢量输出至PWM发生器；PWM发生器用于生成NPC三相桥臂的PWM驱动信号。
8.根据权利要求7所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制系统，其特征在于，Q轴控制环路和D轴控制环分别用于接收Q轴和D轴输出电流的反馈值，并根据反馈值，计算出旋转坐标系下的控制分量Vd和Vq；PLL计算环路用于接收电网电压采样值va、vb、vc，生成旋转坐标系下的旋转角度wt；控制模块包括旋转坐标系下的Vd、Vq、V0和wt；PWM发生器用于通过对旋转坐标系下的Vd、Vq、V0和wt进行调制，生成三相桥臂对应的PWM驱动信号。
9.根据权利要求6-8任一项所述的DQ轴解耦的NPC中点电压控制系统，其特征在于，第一零序分量为D轴电流值，表示为id*k1；第二零序分量为Q轴电流值以及6倍基波频率的正弦分量的乘积，表示为sin(6nwt)*iq*k2，其中，k1和k2均为正数，n为奇数。
...【技术特征摘要】
1.一种dq轴解耦的npc中点电压控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的dq轴解耦的npc中点电压控制方法，其特征在于，q轴和d轴输出电流的反馈值分别输入到q轴控制环路和d轴控制环路，计算出旋转坐标系下的控制分量vd和vq，电网电压采样值va、vb、vc输入到pll计算环路，生成旋转坐标系下的旋转角度wt；通过对旋转坐标系下的vd、vq、v0和wt进行调制，生成三相桥臂对应的pwm驱动信号。
3.根据权利要求1所述的dq轴解耦的npc中点电压控制方法，其特征在于，第一零序分量为d轴电流值，表示为id*k1；第二零序分量为q轴电流值以及6倍基波频率的正弦分量的乘积，表示为sin(6nwt)*iq*k2，其中，k1和k2均大于零，n为奇数。
4.一种dq轴解耦的npc中点电压控制系统，其特征在于，包括第一模块、第一补偿器、第二补偿器、第一乘法器、第二乘法器、第一求和模块和dq轴控制环路；dq轴控制环路包括第二求和模块、q轴控制环路、d轴控制环路、pll计算环路、控制模块和pwm发生器；第一模块分别通过第一补偿器和第二补偿器与第一乘法器和第二乘法器连接；第一乘法器和第二乘法器通过第一求和模块和第二求和模块连接；第二求和模块通过控制模块与pwm发生器连接；q轴控制环路和d轴控制环路均与控制模块连接；pll计算环路与控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的dq轴解耦的npc中点电压控制系统，其特征在于，第一模块用于将中点电压参考值和中点电压反馈值作差，得到中点电压误差值，并将中点电压误差值分别输入到第一补偿...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹莘剑，
申请(专利权)人：兴储世纪科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。