基于三電平拓撲的電力電子變壓器研究

為保證三電平PET各環節間的電壓平衡，必須對三電平PWM整流器的中點電壓進行控制。設中點處上電容電壓為udc1，下電容電壓為udc 2，由文獻可知一對小矢量對中點電壓的影響正好相反，定義使udc1增大、udc2減小的為正小矢量，反之為負小矢量。當采用變比例因子精確中點電壓控制方法時，定義比例因子：

式中：U為中點電壓偏差期望值。
除上式外，還需將ρ限制在±1以內。這里對該方法進行進一步改進，結合網側電流方向來先判斷小矢量的正負屬性。

式中：t正為正小矢量的作用時間；t負為負小矢量作用時間；t1為該小矢量原作用時間。
利用此方法，根據中點電壓偏差實時調整正負小矢量的作用時間，達到更精確的中點電壓控制，提高了系統穩定性。
3．2 中間隔離級控制
為抑制網側電源波動及負載突變等對隔離級輸出直流電壓的影響，隔離級控制策略需實現隔離級輸出電壓可控及恒定。考慮到控制方案的簡化，這里設計了一種電壓單閉環PI調節方法。
在圖1的隔離級框圖中，定義VT1，VT4為超前管，VT2，VT3為滯后管，對開關管驅動信號采用移相控制的方法，VT1和VT4，VT2和VT3分別成180°互補導通，VT1，VT4分別超前VT2，VT3一個相位，稱為移相角。在控制方案設計中通過調節移相角的大小即可控制輸出電壓的大小。因此將輸出直流電壓實際值Uo與設定值之間的偏差通過PI調節器，其輸出為移相角，作用到移相PWM控制器上得到4個開關管的控制脈沖，從而實現對輸出電壓的調節。圖3為隔離級的控制原理。