基于SVPWM的三電平逆變器中點(diǎn)電壓控制方法

3 基于SVPWM的精確中點(diǎn)電流控制

3.1 輸出電壓、電流同相情況下中點(diǎn)電流控制

當逆變器輸出電流、電壓同相時(shí)，由上述可知，p型小矢量和n型小矢量對中點(diǎn)電流貢獻效果相反，因此可通過(guò)調節兩種矢量的分配比例實(shí)現中點(diǎn)電壓平衡控制。對于第I扇區的A1區域，所有合成矢量對中點(diǎn)造成的影響如圖4所示。

設t1，t2分別為U1，U2的作用時(shí)間，其中U1分為p型和n型，定義分配比例為：

由式(3)可見(jiàn)，根據當前輸出電流、電壓矢量作用時(shí)間及所需中點(diǎn)電流即可確定相應的tp和tn。該計算過(guò)程中不出現絕對值符號，故計算簡(jiǎn)單。

式(3)中若令iN=0，表示一個(gè)控制周期內流入電容中點(diǎn)電流為零，這樣即可完全消除中點(diǎn)電平的交流波動(dòng)。用同樣方法可算出其他所有區域的k，其中，第I扇區各區域的計算情況如表1所示。

其余扇區計算結果限于篇幅，不再贅述。

對上述中點(diǎn)控制方式利用Saber工具仿真，在輸出電流與電網(wǎng)電壓同相情況下，調制度m=0.8時(shí)調制波形見(jiàn)圖5?？梢?jiàn)，調制波光滑連續，相對于p型、n型小矢量對半平分作用時(shí)間，調制波中存在跳躍，該方法在輸出電流連續性上更具優(yōu)勢。

3.2 輸出電壓、電流有相位差時(shí)中點(diǎn)電流控制

上述討論皆基于輸出電流、電壓同相情況下進(jìn)行，但實(shí)際情況中，三電平逆變器通常輸出功率因數不為1，此時(shí)，輸出電流、電壓不同相，使用上述方法會(huì )出現調制波不連續、無(wú)法控制中點(diǎn)電流的問(wèn)題。當輸出電流滯后電網(wǎng)電壓20°，m=0.8時(shí)輸出的調制波形如圖6所示。

調制波的不連續本質(zhì)上是未能完全控制iN=0所致。電流與電網(wǎng)電壓同相前提下，在第I扇區整個(gè)A區域內部，因為|ia|和t1逐漸減小，|ic|和t2逐漸增大，故|ia|t1-|ic|t2為一個(gè)隨時(shí)間遞減的函數且在30°點(diǎn)正好為零。即在這種情況下，以30°點(diǎn)為分界線(xiàn)選擇用于調節的小矢量即可控制iN=0。