1.一種高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述逆變器包括h橋逆變單元、懸浮電容逆變單元、輸出濾波電感l(wèi)1和輸出濾波電容c1;所述h橋逆變單元由4個(gè)開(kāi)關(guān)管q11、q12、q13和q14連接成橋式電路,其輸入側(cè)連接直流電壓源vdc;所述懸浮電容逆變單元由4個(gè)開(kāi)關(guān)管q21、q22、q23、q24和懸浮電容c連接成橋式電路,其輸入側(cè)與h橋逆變單元輸出側(cè)相連,其輸出側(cè)通過(guò)輸出濾波電感l(wèi)1和輸出濾波電容c1連接負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述懸浮電容c位于懸浮電容逆變單元直、交流側(cè)中間,可以用于緩沖波動(dòng)功率,承擔(dān)一定的電壓紋波;所述懸浮電容c電壓值vc為直流電壓源vdc電壓值的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述逆變器有多種導(dǎo)通方式,由不同的導(dǎo)通方式形成8種工作模態(tài),所述8種工作模態(tài)是:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述逆變器還包括基于調(diào)制波分解的混合頻率調(diào)制策略,所述策略針對(duì)e電平過(guò)調(diào)制情況,增加該區(qū)間的調(diào)制過(guò)程,分解懸浮電容逆變單元超出載波部分的調(diào)制波,同時(shí)對(duì)h橋逆變單元和懸浮電容逆變單元過(guò)調(diào)制部分的調(diào)制波進(jìn)行調(diào)整,使h橋逆變單元輸出2e、0電平,懸浮電容單元輸出-e、e電平,實(shí)現(xiàn)e電平正常輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述基于調(diào)制波分解的混合頻率調(diào)制策略的具體工作方式是:h橋逆變單元在分解后的區(qū)間,采用調(diào)制波反相的單極性倍頻調(diào)制方法高頻工作,開(kāi)關(guān)管q11和q12采用幅值相等但相位相差180°的調(diào)制波信號(hào),vref1-為反相后的調(diào)制波,在任何一個(gè)載波周期內(nèi),開(kāi)關(guān)管q11和q12的調(diào)制波信號(hào)與載波均有兩個(gè)交點(diǎn):當(dāng)vref1≥uch時(shí),驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管q11導(dǎo)通,反之q13導(dǎo)通,當(dāng)vref1-≥uch時(shí),驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管q12導(dǎo)通,反之q14導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述基于調(diào)制波分解的混合頻率調(diào)制策略的具體工作方式是:懸浮電容逆變單元在全部區(qū)間內(nèi)采用單極性倍頻調(diào)制,開(kāi)關(guān)管q21和q22采用幅值相等但相位相差180°的調(diào)制波信號(hào)vref2和vref2-;當(dāng)正弦波vref>0時(shí),q11為高電平,其余時(shí)刻為低電平;當(dāng)um>uc2時(shí),q12為低電平,其余時(shí)刻q12為高電平;當(dāng)um>uc1時(shí),q21為高電平,其余時(shí)刻q21為低電平;當(dāng)um>uc2時(shí),q22為高電平,其余時(shí)刻q22為低電平;經(jīng)調(diào)制波分解后的懸浮電容逆變單元調(diào)制波輸出電壓波形為v2’。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述逆變器還包括基于工作模式切換的電容調(diào)壓系統(tǒng)控制策略;所述策略是:通過(guò)引入負(fù)載端輸出電壓vo1、輸出電流io、懸浮端電容電壓vc和電容電壓基準(zhǔn)值vc*進(jìn)行過(guò)零點(diǎn)比較,過(guò)零點(diǎn)比較控制輸出值△vc經(jīng)過(guò)kp環(huán)節(jié)得到h橋逆變單元高頻變換時(shí)輸出部分v',v'與va給定值相加得到h橋逆變單元的調(diào)制波vref1,調(diào)制波vref1通過(guò)調(diào)制電路對(duì)所述懸浮電容逆變單元4個(gè)開(kāi)關(guān)管q21、q22、q23、q24進(jìn)行調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述逆變器包括過(guò)零點(diǎn)比較控制方法,所述方法是:用當(dāng)前逆變器輸出電壓值uo減去上一次的電壓值uolast,將差值與檢測(cè)得到的逆變器輸出電流io相乘,所得信號(hào)的極性若為非負(fù),則控制逆變器工作處于工作模式1時(shí)的狀態(tài),否則工作處于工作模式2時(shí)的狀態(tài);
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述逆變器還包括基于調(diào)制波分解調(diào)制策略的三次諧波注入策略:控制系統(tǒng)可通過(guò)配置比例系數(shù)kp使懸浮電容電壓負(fù)反饋構(gòu)成單閉環(huán),產(chǎn)生功率開(kāi)關(guān)管q11、q12、q13、q14、q21、q22、q23、q24的pwm脈沖信號(hào);注入三次諧波后對(duì)vr1’做調(diào)制波分解得到分解后的h橋逆變單元調(diào)制波vr1和懸浮逆變單元調(diào)制波vr2;注入三次諧波后,通過(guò)改變h橋逆變單元的有功功率,實(shí)現(xiàn)懸浮電容電壓控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高性能懸浮電容h橋級(jí)聯(lián)多電平逆變器,其特征在于:所述懸浮電容電壓控制方法是:采用比例控制器,給定電容電壓基準(zhǔn)值vc*,與實(shí)時(shí)采樣電容電壓實(shí)際值vc做差得到△vc,經(jīng)過(guò)比例控制器得到所要調(diào)節(jié)的占空比,從而調(diào)節(jié)h橋逆變單元的輸出電壓;當(dāng)充電時(shí),△vc增加,懸浮電容逆變單元輸出負(fù)的有功功率,控制懸浮電容電壓充電;反之,當(dāng)△vc減小時(shí),控制懸浮電容電壓放電;重復(fù)此過(guò)程,能夠控制懸浮電容電壓實(shí)際值趨向于基準(zhǔn)值。