[發(fā)明專利]一種H橋級(jí)聯(lián)型設(shè)備的功率單元旁路處理方法及控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210153899.1
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN102684467A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮東
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32;H02H7/26;H02J3/26
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種H橋級(jí)聯(lián)型設(shè)備的功率單元旁路處理方法及控制器。

背景技術(shù)

功率單元的H橋級(jí)聯(lián)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以應(yīng)用在很多設(shè)備中，如高壓變頻器以及UPS(Uninterruptible?Power?System，不間斷電源)、風(fēng)電變流器等高壓電源設(shè)備。如圖1所示為高壓變頻器，移相變壓器給各個(gè)功率單元提供電壓，控制單元對(duì)各功率單元的輸出進(jìn)行PWM(Pulse?Width?Modulation，脈沖寬度調(diào)制)控制。所述高壓變頻器包含有五級(jí)功率單元，其中Ai(i為1～5的整數(shù))、Bi、Ci為同一級(jí)的功率單元，A1～A5串聯(lián)連接成A相功率單元輸出A相電壓，同理B1～B5以及C1～C5分別串聯(lián)連接成B相和C相功率單元輸出B相電壓和C相電壓，A、B、C三相輸出給電機(jī)供電。

高壓變頻器要正常運(yùn)行則要保證三相輸出的線電壓平衡，所述線電壓平衡包括線電壓的幅值相等，角度相差120°。當(dāng)有一個(gè)或多個(gè)功率單元發(fā)生故障時(shí)，發(fā)生故障的功率單元的旁路開關(guān)會(huì)閉合，將故障功率單元旁路。故障功率單元不再輸出電壓，三相中各相的輸出相電壓幅值發(fā)生改變，這樣將導(dǎo)致所述高壓變頻器的三相輸出的線電壓不平衡。為了解決此問題，通常采取兩種的旁路處理方法：一種是同級(jí)旁路法，即將另外兩相與故障功率單元同一級(jí)對(duì)應(yīng)的功率單元一起旁路，使同一級(jí)的功率單元都不輸出電壓，從而保證高壓變頻器三相輸出的線電壓平衡；一種是改變相位角法，即只旁路故障功率單元，保持所有正常功率單元輸出電壓幅值相等，然后通過每相正常功率單元個(gè)數(shù)調(diào)整各相輸出的相電壓之間的相位角來保證高頻變頻器輸出線電壓平衡。

在實(shí)現(xiàn)上述兩種旁路處理方法的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：若應(yīng)用同級(jí)旁路法，則犧牲了正常功率單元的輸出能力，從而降低了高壓變頻器的輸出能力；若采用改變相位角法，當(dāng)旁路功率單元個(gè)數(shù)較多時(shí)，會(huì)造成相位角改變角度比較大，會(huì)造成高壓變頻器輸出功率因數(shù)變低，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)造成電流回饋到高壓變頻器，導(dǎo)致直流母線電壓過壓而故障停機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種H橋級(jí)聯(lián)型設(shè)備的功率單元旁路處理方法及控制器，可以在不旁路正常功率單元的情況下最小程度地減小設(shè)備的輸出功率因數(shù)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種H橋級(jí)聯(lián)型設(shè)備的功率單元旁路處理方法，包括：

檢測到故障功率單元時(shí)，封鎖脈沖寬度調(diào)制輸出，并旁路所述故障功率單元；

調(diào)整故障相正常功率單元的相電壓幅值及三相輸出相電壓的相位角，以使得三相輸出的線電壓平衡；所述故障相為所述故障功率單元所在的相。

一種控制器，包括：

封鎖旁路單元，用于在檢測到故障功率單元時(shí)，封鎖脈沖寬度調(diào)制輸出，并旁路所述故障功率單元；

調(diào)整單元，用于調(diào)整故障相正常功率單元的相電壓幅值及三相輸出相電壓的相位角，以使得三相輸出的線電壓平衡；所述故障相為所述故障功率單元所在的相。

本發(fā)明實(shí)施例提供技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)中的同級(jí)旁路法相比本發(fā)明只旁路故障功率單元而不用犧牲同級(jí)的正常功率單元，可以不用降低高壓變頻器的輸出能力；與改變相位角法相比本發(fā)明改變故障相正常功率單元的相電壓幅值及三相輸出相電壓的相位角而不是只改變相位角，可以最小程度的改變相位角從而使得最小程度地減小高壓變頻器的輸出功率因數(shù)?？傊景l(fā)明實(shí)施例提供的方法和控制器可以在不旁路正常功率單元的情況下最小程度地減小高壓變頻器的輸出功率因數(shù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種高壓變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種H橋級(jí)聯(lián)型設(shè)備的功率單元旁路處理方法流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三相輸出電壓矢量圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種控制器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式