并联T型三电平逆变器环流抑制和中点平衡研究

发布时间：2020-02-01 20:20

【摘要】：T型三电平逆变器的并联能够增加系统容量和可靠性,但是存在的环流会导致输出电流畸变甚至造成系统崩溃。而且并联T型三电平逆变器因中点电位和零序电流相互耦合,其环流情况更为严重,抑制难度剧增。为此该文提出一种新型空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略实现并联T型三电平逆变器环流抑制和中点平衡控制。该文在分析T型三电平逆变器并联模型的基础上,通过检测逆变器零序电流状态,实时选择合适的P-Type和N-type小矢量抑制零序环流;并针对T型三电平逆变器存在直流侧电容中点电位不平衡的固有问题,通过增加或者减少小矢量作用时间实现中点电位平衡控制。此外,上述方法能够同时减少开关频率和降低开关损耗。实验验证了新型SVPWM策略能够在不同电流情况下实现很好的环流抑制和中点电位控制。
【图文】：

分布图,开通时间,正常条件

第14期邢相洋等：并联T型三电平逆变器环流抑制和中点平衡研究3913ONNPNNPONPOOPONPNNONNabcTA_onTB_onTC_on图5参考矢量V*在I大区3小区矢量分布Fig.5DistributionofvectorsV*islocatedinregion3ofsectorITs/20TA_onTB_onTC_on图6正常条件下三相开通时间Fig.6Three-phaseturn-ontimesinthenormalconditions修正后的开通时间为A_onA_onmin_onB_onB_onmin_onC_onC_onmin_onT=T+TT=T+TT=T+T′′′(13)图7为iz1大于0时修正参考矢量V*在I大区3小区矢量分布图，，图7中可以看出，只有N-type小矢量[ONN]作用，P-type小矢量[POO]作用时间为零，c相电压保持N状态不变化，降低系统开关损耗。该种情况下修正的三相开通时间如图8所示，ONNPNNPONPNNONNabcPONA_onT′B_onT′sC_on2TT′=图7iz1大于0时，修正参考矢量V*在I大区3小区矢量分布Fig.7ImproveddistributionofvectorsV*islocatedinregion3ofsectorIwheniz1islargerthanzeroTs/20T'A_onT'B_onT'C_on图8iz1>0时修正的三相开通时间Fig.8Modifiedthree-phaseturn-ontimeswheniz1islargerthanzeroc相开通时间为Ts/2，Ts为一个控制周期。当第2台逆变器零序环流iz2大于0时，相同方法可以实现零序环流的抑制。2）iz1<0。当零序环流iz1小于0时，通过表3可以看出，第1台逆变器选择P-type小矢量时，另外一台逆变器选择V0到V18矢量，输出零序环流的方向大部分为正，极少数为零，故零序电流iz1可以得到抑制，即a、b、c相的开通时间TA_on、TB_on、TC_on分别同时减去最小的开通时间Tmin_on

分布图,开通时间,小矢量,零序

iz1大于0时修正参考矢量V*在I大区3小区矢量分布图，图7中可以看出，只有N-type小矢量[ONN]作用，P-type小矢量[POO]作用时间为零，c相电压保持N状态不变化，降低系统开关损耗。该种情况下修正的三相开通时间如图8所示，ONNPNNPONPNNONNabcPONA_onT′B_onT′sC_on2TT′=图7iz1大于0时，修正参考矢量V*在I大区3小区矢量分布Fig.7ImproveddistributionofvectorsV*islocatedinregion3ofsectorIwheniz1islargerthanzeroTs/20T'A_onT'B_onT'C_on图8iz1>0时修正的三相开通时间Fig.8Modifiedthree-phaseturn-ontimeswheniz1islargerthanzeroc相开通时间为Ts/2，Ts为一个控制周期。当第2台逆变器零序环流iz2大于0时，相同方法可以实现零序环流的抑制。2）iz1<0。当零序环流iz1小于0时，通过表3可以看出，第1台逆变器选择P-type小矢量时，另外一台逆变器选择V0到V18矢量，输出零序环流的方向大部分为正，极少数为零，故零序电流iz1可以得到抑制，即a、b、c相的开通时间TA_on、TB_on、TC_on分别同时减去最小的开通时间Tmin_on。a、b、c相修正后的开通时间为A_onA_onmin_onB_onB_onmin_onC_onC_onmin_onT=TTT=TTT=TT′′′(14)图9为iz1小于0时修正参考矢量V*在I大区3表3开关矢量和环流之间的关系Tab.3Rrelationshipbetweenswitchingstatesandcirculatingcurrents矢量V1(POO)V2(PPO)V3(OPO)V4(OPP)V5(OOP)V6(POO)V1(ONN)+3+4+3+4+3+4V2(OON)+2+3+2+3+2+3V3(NON)+3+4+3+4+3+4V4(NOO)+2+3+2+3+2+3V5(NNO)+3+4+3+4

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