五电平anpc变换器悬浮电容电压控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种五电平ANPC变换器，特别是一种五电平ANPC变换器悬浮电容电 压控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步与生活水平的提高，人们对电能质量的要求也在不断提升，有源 中点钳位（activeneutral-point-clamped，ANPC)拓扑的出现弥补了二极管钳位型拓扑和 电容钳位型拓扑的缺点，更好的适用于6和IOkV的高压变频领域。ANPC多电平变换器越来 越多被使用与工业与社会生活等领域以提供更优质的电能，目前，国内选用SHEPWM调制方 法作用于五电平ANPC变换器尚未见刊。选用SHEPWM控制，可以有效降低高频下的低次谐 波，改善波形质量，也降低了对滤波器的要求。五电平及以上ANPC拓扑能够正常工作前提 之一是悬浮电容电压必须保持稳定，在SHEPWM控制时，若不考虑悬浮电容电压这一关键问 题，若得到的SHEPWM开关状态使悬浮电容电压发生较大的波动，将失去实际意义。
【发明内容】
[0003] 本发明需要解决的技术问题是提供一种SHEPWM调制五电平ANPC变换器时保持悬 浮电容电压稳定的控制方法。
[0004] 为解决上述的技术问题，本发明的五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，包 括以下步骤：
[0005] 步骤SlOl:根据SHEPWM的调制度m确定需要设置的开关角度，确定SHEPWM调制 的三相输出，输出三相五电平SHEPWM脉冲波作用于五电平ANPC变换器；
[0006] 步骤S102 :实时检测五电平ANPC变换器悬浮电容电压的电压值，并与悬浮电容电 压的参考值进行比较，确定悬浮电容需要充电还是放电；
[0007] 步骤S103 :检测五电平ANPC变换器负载电流的正负，根据ANPC变换器负载电流 的正负和步骤S102中确定的悬浮电容需要充放电状态选择合适ANPC变换器的冗余开关状 态；
[0008] 步骤S104 :通过选择的开关状态对五电平ANPC变换器悬浮电容进行充放电，直至 在一个采样周期内，悬浮电容电压的变化量为〇,返回步骤S102。
[0009] 进一步的，所述步骤S104中流经悬浮电容的电流可表示为Ief=Is3-Isi，流经各开 关管的电流可以表示为Isi=XiIltjad，其中Xi表示各开关管的开关状态，当开关管5,导通时， Xi的值为1，当开关管S#断时，Xi的值为0 ;Itf= (X3-X1)Iltjad，在一个采样周期内，悬浮电
【主权项】
1. 一种五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，其特征在于，包括W下步骤： 步骤S101 ;根据甜EPWM的调制度m确定需要设置的开关角度，确定甜EPWM调制的S 相输出，输出S相五电平S肥PWM脉冲波作用于五电平ANPC变换器； 步骤S102 ;实时检测五电平ANPC变换器悬浮电容电压值，并与悬浮电容电压的参考值 进行比较，确定悬浮电容需要充电还是放电； 步骤S103 ;检测五电平ANPC变换器负载电流的正负，根据ANPC变换器负载电流的正 负和步骤S102中确定的悬浮电容需要充放电状态选择合适ANPC变换器的冗余开关状态； 步骤S104;通过选择的开关状态对五电平ANPC变换器悬浮电容进行充放电，直至在一 个采样周期内，悬浮电容电压的变化量为0，返回步骤S102。
2. 按照权利要求1所述的五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，其特征在于：所 述步骤S104中流经悬浮电容的电流可表示为1。,= Is3-Isi，流经各开关管的电流可W表示 为Isi= X ill。。。，其中Xi表示各开关管的开关状态，当开关管S i导通时，X i的值为1，当开关 管Si关断时，Xi的值为0;1。,=狂在一个采样周期内，悬浮电容电压的变化量为
3. 按照权利要求1所述的五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，其特征在于：所 述步骤S101中五电平甜EPWM脉冲波作用于五电平ANPC变换器输出5个电平分别为2E， E，0，-E 和-2E。
4. 按照权利要求3所述的五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，其特征在于：步 骤S102中，当每次检测到中间电平E或-E来临之时，标志位置1，当实时检测到的悬浮电容 电压值大于参考电压值E时，则选择对悬浮电容进行放电；反之，当实时检测到的悬浮电容 电压值小于参考电压值E时，则选择对悬浮电容进行充电。
5. 按照权利要求4所述的五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，其特征在于：步 骤S103中负载电流W从五电平ANPC变换器的单相桥臂流向负载的方向为正方向，负载电 流为正，反之为负。
6. 按照权利要求5所述的五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，其特征在于：根 据步骤S102中需要对悬浮电容充放电状态和负载电流的正负选择合适的冗余开关状态， 选择合适的冗余开关状态后，标志位置0。
【专利摘要】本发明涉及一种五电平ANPC变换器，特别是一种五电平ANPC变换器悬浮电容电压控制方法，包括以下步骤，SHEPWM脉冲波作用于五电平ANPC变换器；实时检测五电平ANPC变换器悬浮电容电压值，并与悬浮电容电压的参考值进行比较，确定悬浮电容需要充电还是放电；检测五电平ANPC变换器负载电流的正负，根据ANPC变换器负载电流的正负和确定的悬浮电容需要充放电状态选择合适ANPC变换器的冗余开关状态；通过选择的开关状态对五电平ANPC变换器悬浮电容进行充放电，直至在一个采样周期内，悬浮电容电压的变化量为0，重复检测悬浮电容电压值。采用上述方法后，根据负载电流的方向跟悬浮电容电压的大小来选择合适的冗余开关状态，使悬浮电容电压维持在一个很小的范围内波动。
【IPC分类】H02M1-12, H02M7-487
【公开号】CN104601026
【申请号】CN201410810131
【发明人】胡存刚, 胡军, 魏中原, 张云雷
【申请人】安徽大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月23日