基于三电平拓扑的电力电子变压器研究

为保证三电平PET各环节间的电压平衡，必须对三电平PWM整流器的中点电压进行控制。设中点处上电容电压为udc1，下电容电压为udc 2，由文献可知一对小矢量对中点电压的影响正好相反，定义使udc1增大、udc2减小的为正小矢量，反之为负小矢量。当采用变比例因子精确中点电压控制方法时，定义比例因子：

式中：U为中点电压偏差期望值。
除上式外，还需将ρ限制在±1以内。这里对该方法进行进一步改进，结合网侧电流方向来先判断小矢量的正负属性。

式中：t正为正小矢量的作用时间；t负为负小矢量作用时间；t1为该小矢量原作用时间。
利用此方法，根据中点电压偏差实时调整正负小矢量的作用时间，达到更精确的中点电压控制，提高了系统稳定性。
3．2 中间隔离级控制
为抑制网侧电源波动及负载突变等对隔离级输出直流电压的影响，隔离级控制策略需实现隔离级输出电压可控及恒定。考虑到控制方案的简化，这里设计了一种电压单闭环PI调节方法。
在图1的隔离级框图中，定义VT1，VT4为超前管，VT2，VT3为滞后管，对开关管驱动信号采用移相控制的方法，VT1和VT4，VT2和VT3分别成180°互补导通，VT1，VT4分别超前VT2，VT3一个相位，称为移相角。在控制方案设计中通过调节移相角的大小即可控制输出电压的大小。因此将输出直流电压实际值Uo与设定值之间的偏差通过PI调节器，其输出为移相角，作用到移相PWM控制器上得到4个开关管的控制脉冲，从而实现对输出电压的调节。图3为隔离级的控制原理。