申请/专利权人：南京航空航天大学;江苏新仁源电力科技有限公司

申请日：2022-07-04

公开（公告）日：2022-09-20

公开（公告）号：CN115085574A

主分类号：H02M7/5387

分类号：H02M7/5387;H02M1/08;H02J3/38;H02J3/26;H02J3/24

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2022.10.11#实质审查的生效;2022.09.20#公开

摘要：本发明公开了一种三相三电平并网变流器的脉冲宽度补偿控制及电路。所述电路包括电网电压采样电路、电感电流采样电路、直流电压采样电路、MOSFET驱动电路和数字控制单元；所述数字控制单元包括锁相器、abcdq变换器、第一减法器、第二减法器、有功电流PI调节器、无功电流PI调节器、dqabc变换器、断续脉宽调制DPWM控制器、脉冲宽度补偿器、脉冲宽度调制器。本发明可以使三相三电平并网变流器在两个直流电源电压不平衡的条件下实现高输出电流正弦度。

主权项：1.一种三相三电平并网变流器的控制电路，所述三相三电平并网变流器包括第一直流电源和第二直流电源、第一直流母线滤波电容和第二直流母线滤波电容、第一至第十二功率开关管、三相输出滤波电感和三相交流电源；所述第一直流母线滤波电容与第一直流电源并联，第二直流母线滤波电容与第二直流电源并联；其中第一至第四功率开关管组成A相桥臂，第五至第八功率开关管组成B相桥臂，第九至第十二功率开关管组成C相桥臂，A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂共同组成三相三电平逆变器主电路，其中功率开关管采用MOSFET；所述控制电路包括电网电压采样电路、电感电流采样电路、直流电压采样电路、MOSFET驱动电路和数字控制单元；所述数字控制单元包括锁相器、abcdq变换器、第一减法器、第二减法器、有功电流PI调节器、无功电流PI调节器、dqabc变换器、DPWM控制器、脉冲宽度补偿器、脉冲宽度调制器；电网电压采样电路的三个输入端对应连接至三相输出滤波电感与三相交流电源的连接处，电网电压采样电路的输出连接至锁相器的输入端；电感电流采样电路的三个输入端对应接至三相输出滤波电感的三个输入端，电感电流采样电路的输出端连接至abcdq变换器的第一输入端；锁相器的输出端连接至abcdq变换器的第二输入端和dqabc变换器的第三输入端；abcdq变换器的第一输出端连接至第一减法器的第一输入端，abcdq变换器的第二输出端连接至第二减法器的第一输入端；第一减法器的第二输入端为d轴电流给定值，是一个给定的常数，第二减法器的第二输入端为q轴电流给定值，是一个给定的常数；第一减法器的输出端连接至有功电流PI调节器的输入端，第二减法器的输出端连接至无功电流PI调节器的输入端；有功电流PI调节器的输出端连接至dqabc变换器的第一输入端，无功电流PI调节器的输出端连接至dqabc变换器的第二输入端；dqabc变换器的输出端连接至DPWM控制器的输入端以及脉冲宽度补偿器的第二输入端；DPWM控制器的输出端连接至脉冲宽度补偿器的第一输入端；直流电压采样电路的两个输入端分别采样第一直流电源和第二直流电源的电压，直流电压采样电路的两个输出端分别连接至脉冲宽度补偿器的第三和第四输入端；脉冲宽度补偿器的输出端连接至脉冲宽度调制器的输入端；脉冲宽度调制器的三个输出端连接至MOSFET驱动电路的三个输入端；MOSFET驱动电路的输出端连接至第一至第十二功率开关管的门极；其特征在于：电网电压采样电路采样得到的三相电网电压uA、uB、uC，经过锁相器后得到电网电压的相位信息ωt，相位信息ωt给到abcdq变换器和dqabc变换器；电感电流采样电路采样得到的三相电感电流iA、iB、iC，经过abcdq变换器得到三相电感电流的d轴分量id和q轴分量iq；三相电感电流的d轴分量id与d轴电流给定值Id_ref做差，生成d轴电流误差Δid，三相电感电流的q轴分量iq与q轴电流给定值Iq_ref做差，生成q轴电流误差Δiq；d轴电流误差Δid给到有功电流PI调节器，有功电流PI调节器输出d轴调制信号md；q轴电流误差Δiq给到无功电流PI调节器，无功电流PI调节器输出q轴调制信号mq；d轴调制信号md和q轴调制信号mq经过dqabc变换形成三相正弦参考调制信号mA_ref、mB_ref、mC_ref；DPWM控制器根据三相正弦参考调制信号mA_ref、mB_ref、mC_ref生成三相初始调制信号mA、mB、mC；直流电压采样电路采样得到第一直流电源电压udc1和第二直流电源电压udc2，并将其给到脉冲宽度补偿器；脉冲宽度补偿器根据第一直流电源电压udc1、第二直流电源电压udc2以及三相正弦参考调制信号mA_ref、mB_ref、mC_ref对三相初始调制信号mA、mB、mC进行补偿，生成三相调制信号并将其给到脉冲宽度调制器；脉冲宽度调制器根据三相调制信号生成A相桥臂开关信号da1、da2、da3、da4，B相桥臂开关信号db1、db2、db3、db4，以及C相桥臂开关信号dc1、dc2、dc3、dc4；MOSFET驱动电路根据脉冲宽度调制器输出的A相桥臂开关信号da1、da2、da3、da4生成第一至第四功率开关管的门极驱动电压ugs_a1、ugs_a2、ugs_a3、ugs_a4，根据B相桥臂开关信号db1、db2、db3、db4生成第五至第八功率开关管的门极驱动电压ugs_b1、ugs_b2、ugs_b3、ugs_b4，根据C相桥臂开关信号dc1、dc2、dc3、dc4生成第九至第十二功率开关管的门极驱动电压ugs_c1、ugs_c2、ugs_c3、ugs_c4。

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