[發明專利]一種中性點箝位H橋五電平高壓變頻器及其調制方法

無效

• 申請號: 201310099681.7
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103151946A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 姜建國;潘慶山;劉賀;羅*;徐亞軍;喬樹通
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器，其特點在于，包括預充電電路、18路脈沖變壓器、整流橋、3個五電平NPC/H-橋單元、12塊脈沖驅動板和控制板；其中，所述預充電電路經所述18路脈沖變壓器和所述整流橋分別與所述3個五電平NPC/H-橋單元連接，所述控制板通過所述12塊脈沖驅動板與所述3個五電平NPC/H-橋單元連接。

2.根據權利要求1所述的中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器，其特征在于，所述五電平NPC/H-橋單元包括直流側電源和逆變電路，其中，所述直流側電源由輸入側移相變壓器、整流器和直流側電容構成，所述逆變電路由兩個NPC橋臂構成H橋，每個NPC橋臂由四個IGBT和兩個二級管構成。

3.根據權利要求1所述的中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器，其特征在于，所述控制器包括FPGA和DSP。

4.根據權利要求3所述的中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器，其特征在于，所述DSP用于算法運算，所述FPGA用于產生脈沖觸發所述五電平NPC/H-橋單元中的IGBT。

5.根據權利要求1所述的中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器，其特征在于，每個脈沖驅動板用于觸發所述五電平NPC/H-橋單元中的兩個IGBT。

6.一種基于權利要求1所述的中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器的三段式空間矢量脈寬調制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、選擇下一首發狀態：

對于任意的開關狀態[S_a，S_b，S_c]，定義其開關狀態值S為：

S=Σi=a,b,cSi]]>

此外，定義兩個參數來描述開關順序的變化，開關狀態變化總量ΔS和單相開關狀態變化值δS：

ΔS=Σi=a,b,c|Si1′-Si3′|]]>

δS=maxi=a,b,c|Si1′-Si3′|]]>

然后，根據以下原則得出第二個開關順序的首發狀態：

1)找出下一個三角形中具有最小開關狀態變化總量ΔS的所有開關狀態，如果含有多于一個狀態，那么進行下一步；

2)選擇具有最小的單相開關狀態變化值δS的開關狀態，如果還有多余狀態，那么進行下一步；

3)選擇具有最小開關狀態值S的首發狀態完成算法；

步驟二、設計開關順序：

對于每個扇區中的16個三角形，將每個三角形中的各個開關狀態值根據降序依次標號為①至⑤，同一個三角形中的狀態值為連續的整數；根據開關順序產生規律表，含有圓點和箭頭的直線表示開關順序，圓點位置則表示首發狀態；開關順序根據首發狀態得出，含有箭頭的直線經過3個開關狀態，形成三段式開關順序，每個扇區中的三角形含有5種開關順序，并且根據首發狀態選擇其中的1種作為開關順序；

步驟三、開關順序解碼：

利用解碼表將數字編碼轉換成驅動信號，其中，解碼表為5種可能的數字編碼-2，-1，0，1和2，進而產生門極驅動信號；數字編碼1和-1對應著兩種不同的電路狀態，數字編碼0對應著三種不同的電路狀態。

7.根據上述的中性點箝位/H橋五電平高壓變頻器的三段式空間矢量脈寬調制方法，其特征在于，步驟二中，開關順序設計的約束條件為：開關狀態的改變僅僅涉及一個橋臂的兩個開關器件，即一個器件導通，另一個器件截止。