【摘要】 本发明公开了一种平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的方法及装置，其原理是将二极管箝位式三电平逆变器的直流侧电容中点和三相桥臂箝位二极管公共中点分开，并在其间串联一个电压发生器，使二极管箝位式三电平逆变器的三相桥臂中点电压保持在直流侧电压的一半左右，波动范围满足二极管箝位式三电平逆变器正常工作要求。该装置包括单相全桥逆变电路、直流电源、滤波电容、滤波电感、变压器、PWM控制器、IGBT驱动电路、直流侧中点电压传感器、直流侧电压传感器、补偿电压传感器、二极管箝位式三电平逆变器；本发明装置结构简单、控制精度和同步性都较高。 【专利类型】发明授权 【申请人】江苏大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】212013 江苏省镇江市学府路301号 【申请人地区】中国 【申请人城市】镇江市 【申请人区县】京口区 【申请号】CN201210533157.1 【申请日】2012-12-12 【申请年份】2012 【公开公告号】CN103051228B 【公开公告日】2014-12-03 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN103051228B 【授权公告日】2014-12-03 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】H02M7/487 【发明人】刘国海; 陈兆岭; 钱鹏; 孙京京 【主权项内容】1.一种平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的方法，其特征在于：将二极管箝位式三电平逆变器的直流侧电容中点和三相桥臂箝位二极管公共中点分开，并在其间串联一个电压发生器，通过控制电路驱动电压发生器产生补偿电压，并将补偿电压叠加到二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点，实现对二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的平衡，所述的电压发生器由单相全桥逆变电路(1)、直流电源(2)、滤波电容(3)、滤波电感(4)、变压器(5)组成，直流电源(2)并联于单相全桥逆变电路(1)的直流侧，单相全桥逆变电路(1)和滤波电感(4)以及变压器(5)的原边串联，通过变压器(5)的副边串联在二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点和三相桥臂箝位二极管公共中点之间，滤波电容(3)并联于变压器(5)的原边；所述的控制电路由PWM控制器(6)、IGBT驱动电路(7)、直流侧中点电压传感器(8)、直流侧电压传感器(9)、补偿电压传感器(10)组成，直流侧中点电压传感器(8)并联于二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧的电容中点处，直流侧电压传感器(9)并联于二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧，补偿电压传感器(10)并联于变压器(5)的原边；将直流侧中点电压传感器(8)、直流侧电压传感器(9)及补偿电压传感器(10)的输出信号输入PWM控制器(6)，PWM控制器(6)中的DSP芯片计算出4个独立的PWM信号，为单相全桥逆变电路(1)的4个IGBT提供驱动信号，由IGBT驱动电路(7)驱动单相全桥逆变电路(1)的4个IGBT工作，使单相全桥逆变电路(1)产生补偿电压，平衡二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧中点电压。 2. 根据权利要求1所述的一种平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的方法，其特征在于，所述的PWM控制器(6)中的DSP芯片计算出4个独立的PWM信号的过程是这样实现的，当二极管箝位式三电平逆变器(11)带负载运行时，二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧中点电压发生偏移；直流侧中点电压传感器(8)，直流侧电压传感器(9)，补偿电压传感器(10)分别检测出直流侧电容中点实际电压Un、直流侧实际电压Udc和补偿实际输出电压Uc，输入PWM控制器(6)，PWM控制器(6)中的DSP芯片用0.5Udc减去Un得出补偿电压指令Uc*，再用Uc*减去Uc得到△Uc即Uc*与Uc的误差电压以计算需要的输出误差信号与补偿指令电压信号，误差信号△Uc经过PID调制后和三角波比较得到 4个独立的PWM信号。 3. 根据权利要求1所述平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移方法构建的平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的装置，其特征在于：该装置包括电压发生器和控制电路；所述的电压发生器由单相全桥逆变电路(1)、直流电源(2)、滤波电容(3)、滤波电感(4)、变压器(5)组成，直流电源(2)并联于单相全桥逆变电路(1)的直流侧，单相全桥逆变电路(1)和滤波电感(4)以及变压器(5)的原边串联，通过变压器(5)的副边串联在二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点和三相桥臂箝位二极管公共中点之间，滤波电容(3)并联于变压器(5)的原边；所述的控制电路由PWM控制器(6)、IGBT驱动电路(7)、直流侧中点电压传感器(8)、直流侧电压传感器(9)、补偿电压传感器(10)组成，直流侧中点电压传感器(8)并联于二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧的电容中点处，直流侧电压传感器(9)并联于二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧，补偿电压传感器(10)并联于变压器(5)的原边；直流侧中点电压传感器(8)、直流侧电压传感器(9)及补偿电压传感器(10)的输出信号经过PWM控制器(6)产生IGBT驱动信号，由IGBT驱动电路(7)驱动单相全桥逆变电路(1)的4个IGBT工作，使单相全桥逆变电路(1)产生补偿电压，平衡二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧中点电压。 4. 根据权利要求3所述的平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的装置，其特征在于：所述的PWM控制器(6)中的DSP芯片计算出4个独立的PWM信号的过程是这样实现的，当二极管箝位式三电平逆变器(11)带负载运行时，二极管箝位式三电平逆变器(11)直流侧中点电压发生偏移；直流侧中点电压传感器(8)、直流侧电压传感器(9)和补偿电压传感器(10)分别检测出直流侧电容中点实际电压Un、直流侧实际电压Udc和补偿实际输出电压Uc，输入PWM控制器(6)，PWM控制器(6)中的DSP芯片用0.5Udc减去Un得出补偿电压指令Uc*，再用Uc*减去Uc得到△Uc即Uc*与Uc的误差电压以计算需要的输出误差信号与补偿指令电压信号，误差信号△Uc经过PID调制后和三角波比较得到 4个独立的PWM信号。 5. 根据权利要求3所述的平衡二极管箝位式三电平逆变器直流侧中点电压偏移的装置，其特征在于：DSP芯片是TMS320F28335。 【当前权利人】江苏大学 【当前专利权人地址】江苏省镇江市学府路301号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】123200004660115453 【引证次数】4.0 【他引次数】4.0 【家族引证次数】4.0 【家族被引证次数】11

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