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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明提供了一种基于开环共模电压注入的混合式多电平变流器HybridClampedConverter,HCC电容电压波动控制方法，属于电力电子技术领域。其中，控制方法基于三相HCC逆变器，通过在参考波上注入具有特定幅值和相位的共模电压和使用移相脉宽调制方法，完成对HCC变流器中电容电压和输出电压电流的有效控制。本发明提供了产生有效抑制母线端电容电压波动的共模电压算法，通过开环注入避免了电容电压量传感器的引入，降低了控制HCC系统的复杂度和成本。本发明方法可以显著抑制HCC变流器中母线端电容电压在低输出频率段的剧烈电容电压波动，减小了母线端电容容值和体积，提高了系统输出电压电流品质和系统功率密度。

主权项：1.基于开环共模电压注入的混合式多电平变流器HCC控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取HCC工作时的参考波频率、参考波调制因数和功率因数角；所述HCC由三电平中性点钳位变流器和飞跨电容变流器结合而成，能产生四电平相电压的输出，所述混合式多电平变流器控制方法所对应的电路包括直流电源Vdc、三相HCC和三相负载RL；三相HCC包括直流母线侧电容Cu、Cm、Cl，飞跨电容Cfa、Cfb、Cfc，以及三个桥臂，直流母线侧电容Cu、Cm和Cl相互串联，每个桥臂有四组开关S1n,S1n’、S2n,S2n’、S3n,S3n’、S4n,S4n’，n＝a,b,c；直流电源Vdc的正极与直流母线侧电容Cu的正极相连，直流电源Vdc的负极与直流母线侧电容Cl的负极相连；三相HCC分为A、B、C相，A相对应飞跨电容Cfa以及桥臂开关S1a,S1a’、S2a,S2a’、S3a,S3a’、S4a,S4a’，B相对应飞跨电容Cfb以及桥臂开关S1b,S1b’、S2b,S2b’、S3b,S3b’、S4b,S4b’，C相对应飞跨电容Cfc以及桥臂开关S1c,S1c’、S2c,S2c’、S3c,S3c’、S4c,S4c’；S1a的第一端与直流母线侧电容Cu的正极相连接，S1a的第二端连接S1a’的第一端和S2a的第一端；S1a’第二端连接直流母线侧电容Cu的负极；S2a的第二端连接S3a的第一端；S4a的第一端连接直流母线侧电容Cl的正极；S4a的第二端连接S2a’的第一端和S4a’的第一端；S4a’的第二端连接直流母线侧电容Cl的负极；S2a’的第二端连接的S3a’第一端；S3a的第二端和S3a’的第二端均连接负载RL；S2a的第二端和S3a的第一端均与飞跨电容Cfa的正极连接；S2a’的第二端和S3a’的第一端均与飞跨电容Cfa的负极连接；S1b的第一端与直流母线侧电容Cu的正极相连接，S1b的第二端连接S1b’的第一端和S2b的第一端；S1b’第二端连接直流母线侧电容Cu的负极；S2b的第二端连接S3b的第一端；S4b的第一端连接直流母线侧电容Cl的正极；S4b的第二端连接S2b’的第一端和S4b’的第一端；S4b’的第二端连接直流母线侧电容Cl的负极；S2b’的第二端连接的S3b’第一端；S3b的第二端和S3b’的第二端均连接负载RL；S2b的第二端和S3b的第一端均与飞跨电容Cfb的正极连接；S2b’的第二端和S3b’的第一端均与飞跨电容Cfb的负极连接；S1c的第一端与直流母线侧电容Cu的正极相连接；S1c的第二端连接S1c’的第一端和S2c的第一端；S1c’第二端连接直流母线侧电容Cu的负极；S2c的第二端连接S3c的第一端；S4c的第一端连接直流母线侧电容Cl的正极；S4c的第二端连接S2c’的第一端和S4c’的第一端；S4c’的第二端连接直流母线侧电容Cl的负极；S2c’的第二端连接的S3c’第一端；S3c的第二端和S3c’的第二端均连接负载RL；S2c的第二端和S3c的第一端均与飞跨电容Cfc的正极连接；S2c’的第二端和S3c’的第一端均与飞跨电容Cfc的负极连接；三相负载RL由三个串联的电阻和电感组成，三相HCC的三相输出端分别与负载RL相连；步骤2：根据HCC工作时的参考波频率、参考波调制因数以及功率因数角，注入共模电压，所述共模电压的频率为所述参考波频率的3倍，所述共模电压的相位与所述功率因数角数值相同，所述共模电压的幅值与所述参考波调制因数之和最大小于等于1；所述共模电压的幅值与参考电压幅值之比为20％-30％；步骤3：根据步骤2所得的共模电压的幅值和相位，进行共模注入计算，与HCC的原正弦参考波合成得到新的HCC参考波；步骤4：对HCC使用移相脉宽调制，以不同相位的高频三角形波为载波，将新的HCC参考波与载波进行比较产生脉冲宽度按正弦规律变化的脉宽调制信号，计算得到HCC的各个开关占空比和开关信号，驱动HCC开关器件，完成对HCC系统的控制和对电容电压的波动抑制。

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百度查询： 重庆大学 基于开环共模电压注入的混合式多电平变流器控制方法