[發明專利]可主動平衡中性點鉗位電壓的三電平三相電源變換裝置

有效

• 申請號: 201210233652.0
• 申請日: 2012-07-08
• 公開（公告）號: CN102761285A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 張翔
• 申請（專利權）人: 張翔
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及可變速驅動電動機的逆變器、伺服驅動器等電力轉換裝置、作為連接系統的電力轉換裝置之一的三電平中性點鉗位式PWM（脈寬調制）逆變器裝置、以及在該三電平中性點鉗位式PWM逆變器裝置中使用的、控制正母線和負母線之間串聯連接的兩個電容器間中性點電壓(電流)平衡裝置。

背景技術

如圖1是表示三電平中性點鉗位式PWM逆變器裝置的主電路結構的電路圖。?三電平中性點鉗位式PWM逆變器裝置由2個電容器7、3相的輸出端子UVW、12個開關元件以及18個二極管9構成。在這種三電平中性點鉗位式PWM逆變器裝置中，使開關元件8₁、8₂導通時，各相的輸出端子和與P點連接的正母線連接，各相的輸出電壓變為高電平。使開關元件8₂、8₃導通時，各相的輸出端子與中性點C點連接，各相的輸出相電壓變成高電平和低電平中間的中間電平（中性點電壓）。使開關元件8₃、8₄導通時，各相的輸出端子和與N點連接的負母線連接，各相的輸出相電壓變成低電平。在三電平中性點鉗位式PWM逆變器裝置中，一般以上的3種模式為基本切換各開關元件8，驅動3相負載。

在這種三電平中性點鉗位式PWM逆變器裝置中，利用電容器7的分壓得到中性點電壓，但是該中性點電壓隨著供給給負載的電流而變動。中性點電壓變動時，過電壓作用于電容器7，可能會導致電容器7的壽命降低或損壞。因此，在三電平中性點鉗位式PWM的逆變器裝置中，需要進行用于抑制中性點電壓的變動的中性點電位的控制。

以往，在如上述構成的中性點鉗位式PWM逆變器裝置的中性點電壓控制中，作為PWM脈沖產生方法使用雙極性調制、單極性調制，通過電壓指令的增減，控制流向中性線的電流。

中國專利公開號CN?100334801C,公開日2007年8月29日，發明創造的名稱為中性點鉗位式脈寬調制逆變器裝置，該申請案公開了根據正母線、負母線以及中性線分別與3相的相輸出端子連接的3相輸出電壓的時間的計算值和在該狀態下的所述的中性點預測電流值之積的第一個計算值、處于3相的相輸出端子中的2個與正母線或中性線連接而剩下的1個與所述中性線或負母線連接點狀態1及相反的狀態2的3相輸出電壓的時間的計算值與在該狀態1及2的所述中性線預測電流值之積的第二及第三計算值，決定PWM周期中的狀態1和2的時間比率，使得流向中性線的電流接近零，或使3相輸出電壓的中性線的電位接近正母線電壓和負母線電壓的正中間的電壓。其不足之處在于在控制中性線電流時，采用改變電壓矢量的比率的方法，將造成輸出的線電壓和部分共模電壓部分退化為與二電平PWM逆變器的輸出的線電壓和共模電壓相同，不僅帶來了控制上的復雜性，而且會產生較多的諧波和較強的電磁干擾。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置，可以高效率地抑制中性點電壓的變動，?并且三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置可以按照正常開關信號模式控制，無需為抑制中性點電壓波動而改變電壓矢量比率。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是提供一種三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置，該三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置由二部分裝置構成，第一部分裝置為三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置，第二部分裝置為抑制中性點電壓偏移的裝置，所述的第二部分裝置通過串聯電感與所述的第一部分裝置的中性點連接。其中所述的三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置具有正母線、負母線以及中性線，分為3相設有中性點鉗位式PWM逆變器，各中性點鉗位式PWM逆變器在正母線和相輸出端子及負母線和相輸出端子之間分別串聯連接第一個和第二個開關元件及第三和第四開關元件，而且所述第一和所述第二開關元件的連接點及所述的第三和所述的第四開關元件的連接點分別經由鉗位元件與所述中性點連接，在所述的正母線和所述的中性點之間及所述的負母線和所述的中性點之間分別串聯連接第一個電容器及第二個電容器，其中所述的抑制中性點電壓偏移的裝置具有正母線、負母線以及中性線，在所述的正母線和所述的中性點之間及所述的負母線和所述的中性點之間分別串聯第五個開關元件和第六個開關元件，所述的第五個開關元件和第六個開關元件分別并聯續流二極管，且所述的第五個開關元件與所述的第六個開關元件中間點與所述的三相中性點鉗位式PWM逆變器裝置通過一個電感器串聯連接。?