值A i大于正向环宽化） 时，计算逆变桥实际输出电流it变化率、指令电流i f。/变化率，设定限制时间T imt，通过比较 判断，选择=电平逆变桥需要输出负电平U或零电平状态，使逆变桥实际输出的电流i,下 降。
[0037] 如图4所示，若在ti位置，逆变桥实际输出的电流i神指令电流i fw的差值A i 大于正向环宽（H)，则改变逆变桥的输出状态，使使逆变桥实际输出的电流i,下降；为保证 逆变器的跟踪精度，需限制电流i J勺下降时间t Wf, twf不能大于限制时间T Imt; 阳03引指令电流ifpf的变化率为
I:在下降时间tw拥间内，ifW的变化量A iW为
.在下降时间twf内，由于指令电流i fw大小发生变化了 A i W，滞环的上环iup和 下环id。?的大小分别变化了 A i ref ;逆变桥输出电流U的变化率为
，其在tw拥间内，U 的变化量A i,分别为
：;在下降时间twf内，若电流U能够从滞环上限i UP变化到下 限 id。?，A Il需要变化-2 XH+A i ref，即'
[0039] 为使逆变桥实际输出的电流1^下降，可选逆变桥输出状态有负电平U或零电平两 种状态： W40] 选定逆变桥输出负电平状态时，电流iJ勺变化速率为
；选定零电平时电流 勺变化速率为
；选定逆变桥输出负电平时电流勺下降率大于选定逆变桥输出零 电平电流勺下降率；
[0041] 若逆变桥选定输出零电平时电流i請卽多在限制时间T Imt内能够达到下环，则选 定逆变桥输出零电平就能够保证逆变桥开关管的最低开关频率，进而保证逆变器的跟踪 精度；若在限制时间Timt内电流U不能够达到下环，则选定逆变桥输出负电平状态；即当
时，选定逆变桥输出零电平状态，否则选定逆变桥输出负电 平状态。
[0042] 本实施例中=电平逆变器的滞环控制方法的控制效果波形如图5-1和5-2所示。
[0043] 下面W =相=电平逆变器为例对本发明具体过程进行详细说明：如图2所示，一 种=电平电流滞环控制器包含=电平逆变桥、输出滤波器、电流传感器、电压传感器、驱动 控制单元等，其中滞环比较单元位于驱动控制单元内。可W通过更改逆变桥中开关管的驱 动，使逆变桥输出U+、U和0 =种电平，进而控制逆变桥输出电感上电流i ^勺大小和方向，W 保证台终在滞环环宽之内。于本实施例，=电平逆变器的滞环控制方法具体过程如下： W44] 1)当任意一相出现-H，此时需要改变逆变桥的输出状态，使i J：升。可 选的逆变桥输出电平有U+或0两种。选定零电平后，电感电流的变化率
。指令电 流的变化率
可通过指令变化计算出。
[0045] 选定滞环合适的环宽H。选定限制的最低开关频率对应的时间Timt。
[0046] 当
时，开通Q2和Q3管，关断Ql和Q4管，使逆变桥输 出零电平。
[0047] 当
时，开通Ql和Q2管，关断Q3和Q4管，使逆变桥输 出U+电平。 W48]。当任意一相出现i片H，此时需要改变逆变桥的输出状态，使i J降。可 选的逆变桥输出电平有U或O两种。
[0049]选定零电平后，电感电流的变化率
。指令电流的变化率^
可通过指令 变化计算出。
[0050]选定滞环合适的环宽H。选定限制的最低开关频率对应的时间Timt。
[0051] 当
时,开通Q2和Q3管，关断Ql和Q4管，使逆变桥 输出零电平。 阳〇5引当-
时，开通Q4和Q3管，关断Ql和Q2管，使逆变桥 输出U电平。
[0053]S电平逆变器的S相输出状态可通过本发明分别计算得出。本实施例中S相逆变 桥、输出滤波器、电流传感器、电压传感器、驱动控制单元等本领域普通技术人员通过现有 公知技术即可实现。本发明同样适用于母线电容中点不连出的=相=线制系统。
[0054] 需要说明的是，单相逆变器同样适用于本发明，仅需要计算一相逆变桥实际输出 电流变化率、指令电流变化率、限定最低开关频率，并且通过比较判断，计算出=电平逆变 桥需要输出的电平状态，实现滞环电流控制，具体过程同上，在此不再寶述。如图6所示，为 单相H桥逆变器，在此逆变器中，采用了公知H桥=电平逆变桥，输出滤波器、电流传感器、 电压传感器、驱动控制单元等本领域普通技术人员通过现有公知技术即可实现。 阳化5] 本发明的技术方案实现了对=电平逆变器的可靠电流滞环跟踪控制，限制了 =电 平逆变器滞环控制的最低开关频率，保证了 =电平逆变器电流跟踪效果，提高了逆变器性 能；解决了传统的滞环控制=电平逆变器在输出电压过零点附近开关频率过低，造成输出 电流崎变的问题。
[0056] W上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。运些描述只是为了解释本发明的 原理，而不能W任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术 人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，运些方式都将落入 本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种三电平逆变器的滞环控制方法，其特征在于，具体包括： 5101、 当逆变桥实际输出的电流1和指令电流iraf的差值Δi小于负向环宽（-H)时，计 算逆变桥实际输出电流变化率、指令电流i变化率，设定限制时间Tlnit，通过比较判断， 选择三电平逆变桥需要输出正电平U+或零电平状态，使逆变桥实际输出的电流U上升； 5102、 当逆变桥实际输出的电流紅和指令电流iraf的差值Ai大于正向环宽⑶时，计 算逆变桥实际输出电流变化率、指令电流i变化率，设定限制时间Tlnit，通过比较判断， 选择三电平逆变桥需要输出负电平U或零电平状态，使逆变桥实际输出的电流U下降。2. 根据权利要求1所述的三电平逆变器的滞环控制方法，其特征在于，所述步骤SlOl 具体包括：若在t。位置，逆变桥实际输出的电流U和指令电流i的差值Δi小于负向环 宽（-H)，则改变逆变桥的输出状态，使逆变桥实际输出的电流ij：升；为保证逆变器的跟 踪精度，需限制电流L的上升时间tt?不能大于限制时间Tlmt; 指令电流iTOf的变化率为在上升时间^时间内，i的变化量Δi为在上升时间内，由于指令电流i大小发生变化了 △i，滞环的上环iup和下环id_的 大小分别变化了Airaf;逆变桥实际输出电流U的变化率为其在^时间内，U的变化 量A紅分别为；在上升时间内，若电流U能够从滞环下限id_变化到上限iup， AiL需要变化 2XH+Airef，为使逆变桥实际输出的电流^上升，可选逆变桥输出状态有正电平1]+或零电平两种状 态： 选定逆变桥输出正电平状态时，电流L的变化速率为 ，其中u。为三电平逆变器 输出电压，L为三电平逆变桥后串联电感；选定逆变桥输出零电平状态时，电流k的变化速;选定逆变桥输出正电平时电流L的上升率大于选定逆变桥输出零电平时电流 ^的上升率； 若逆变桥选定输出零电平时电流紅能够在限制时间Tlmt内能够达到上环，贝Ij选定逆 变桥输出零电平状态就能够保证逆变桥开关管的最低开关频率，进而保证逆变器的跟踪精 度，否则选定逆变桥输出正电平状态，'，选定逆变桥输 出零电平状态，否则选定逆变桥输出正电平状态。3. 根据权利要求1所述的三电平逆变器的滞环控制方法，其特征在于，所述步骤S102 具体包括：若在L位置，逆变桥实际输出的电流U和指令电流i的差值Δi大于正向环 宽（H)，则改变逆变桥的输出状态，使使逆变桥实际输出的电流k下降；为保证逆变器的跟 踪精度，需限制电流紅的下降时间t。"，trff不能大于限制时间Tlnit; 指令电流iTOf的变化率为在下降时间trff时间内，iraf的变化量Δiraf为;在下降时间tciff内，由于指令电流i大小发生变化了Δi，滞环的上环iup和 下环idmm的大小分别变化了Airaf;逆变桥输出电流込的变化率为，其在Uf时间内，U 的变化量Ak分别为；在下降时间内，若电流U能够从滞环上限iup变化到下 限id_，ΔiL需要变化-2XH+Δiref，为使逆变桥实际输出的电流1下降，可选逆变桥输出状态有负电平U或零电平两种状 态： 选定逆变桥输出负电平状态时，电流L的变化速率为；选定零电平时电流k的;选定逆变桥输出负电平时电流k的下降率大于选定逆变桥输出零电平 电流k的下降率； 若逆变桥选定输出零电平时电流紅能够在限制时间Tlmt内能够达到下环，贝Ij选定 逆变桥输出零电平就能够保证逆变桥开关管的最低开关频率，进而保证逆变器的跟踪精 度；若在限制时间Tlnit内电流U不能够达到下环，则选定逆变桥输出负电平状态；即当选定逆变桥输出零电平状态，否则选定逆变桥输出负电 平状态。
【专利摘要】本发明公开一种三电平逆变器的滞环控制方法，该方法通过计算逆变桥实际输出电流变化率、指令电流变化率，限定最低开关频率，并通过比较判断，直接计算出三电平逆变桥需要输出的电平状态。本发明实现了对三电平逆变器的可靠电流滞环跟踪控制，限制了三电平逆变器滞环控制的最低开关频率，保证了三电平逆变器电流跟踪效果，提高了逆变器性能；解决了传统的滞环控制三电平逆变器在输出电压过零点附近开关频率过低，造成输出电流畸变的问题。
【IPC分类】H02M7/483
【公开号】CN105391328
【申请号】CN201510727169
【发明人】李庆辉, 陈保群, 陈坤鹏, 钮良, 邓福伟
【申请人】上能电气股份有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月30日