[發(fā)明專利]一種模塊化多電平變換器單相逆變?cè)囼?yàn)電路及其試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410003017.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104764943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于鵬;賀之淵;楊兵建;謝敏華;楊建偉;黃濤;夏方;陰曉光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司;中電普瑞電力工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種模塊化多電平變換器單相逆變?cè)囼?yàn)電路，其特征在于，所述試驗(yàn)電路包括并聯(lián)的模塊化多電平單相橋臂、電容器串聯(lián)支路和直流電壓源串聯(lián)支路，負(fù)載的一端連接在模塊化多電平單相橋臂的兩個(gè)電抗器中間，另一端通過(guò)電容器串聯(lián)支路連接在直流電壓源串聯(lián)支路的兩個(gè)直流電壓源中間；

所述模塊化多電平單相橋臂由串聯(lián)的結(jié)構(gòu)相同的上下兩橋臂構(gòu)成；上下兩橋臂的中點(diǎn)處連接模塊化多電平變換器的交流輸出端；

所述上下兩橋臂中每個(gè)橋臂包括1個(gè)電抗器和n個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子模塊；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后一端通過(guò)電抗器與模塊化多電平變換器的交流輸出端連接；每個(gè)橋臂的子模塊級(jí)聯(lián)后另一端分別與電容器串聯(lián)支路的一端和直流電壓源串聯(lián)支路的一端連接，形成模塊化多電平變換器直流端的正負(fù)極母線；

所述模塊化多電平單相橋臂的電流等于直流端的正負(fù)極母線之間的電流；

所述子模塊的個(gè)數(shù)n≥2，所述子模塊由并聯(lián)半橋結(jié)構(gòu)和直流電容器支路構(gòu)成；在半橋結(jié)構(gòu)和直流電容器支路之間并聯(lián)有均壓電阻，用于子模塊在閉鎖狀態(tài)下的均壓，以及停機(jī)閉鎖后子模塊電容器電壓的泄放；

所述半橋由上半橋臂和下半橋臂構(gòu)成，所述上半橋臂和下半橋臂均由絕緣柵雙極型晶體管IGBT以及與其并聯(lián)的二極管組成；

所述電容器串聯(lián)支路由串聯(lián)的兩個(gè)電容器組成；所述直流電壓源串聯(lián)支路由串聯(lián)的兩個(gè)直流電壓源組成；所述兩個(gè)直流電壓源的輸出電壓相等，均為模塊化多電平變換器額定直流電壓的一半；

所述負(fù)載為阻感性負(fù)載。

2.一種模塊化多電平變換器單相逆變?cè)囼?yàn)電路的試驗(yàn)方法，其特征在于，在試驗(yàn)電路連接完成后，所述模塊化多電平變換器中的子模塊均處于閉鎖狀態(tài)，所述試驗(yàn)方法包括下述步驟：

(1)將兩個(gè)直流電壓源開(kāi)啟，并將兩個(gè)直流電壓源的輸出電壓調(diào)整到測(cè)試電壓，設(shè)計(jì)測(cè)試電壓為±250V；

(2)觀測(cè)子模塊電容器電壓，并檢測(cè)子模塊電容器電壓是否均衡，判斷是否有子模塊電容電壓過(guò)高或過(guò)低，子模塊設(shè)計(jì)電壓范圍為1V至6V；有子模塊電容器電壓出現(xiàn)異常，關(guān)閉兩個(gè)直流電壓源，待子模塊電容器電壓泄放完畢后，對(duì)故障子模塊進(jìn)行處理；若子模塊電容器電壓正常，則進(jìn)行步驟(3)；

(3)兩個(gè)直流電壓源上電，子模塊電容器電壓均壓正常后，通過(guò)子模塊內(nèi)部設(shè)計(jì)的控制器控制模塊化多電平變換器內(nèi)的子模塊解鎖，模塊化多電平變換器采用最近電平逼近調(diào)制方式，輸出工頻50Hz正弦電壓，模塊化多電平單相橋臂內(nèi)應(yīng)用電容器電壓平衡算法保證其內(nèi)子模塊均壓；

(4)模塊化多電平變換器運(yùn)行后，通過(guò)檢測(cè)子模塊均壓效果和輸出波形質(zhì)量對(duì)子模塊均壓算法進(jìn)行驗(yàn)證；如果模塊化多電平變換器內(nèi)子模塊電容器電壓之間的差異在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)為子模塊電容器電壓為0.5V，輸出電壓波形畸變小，說(shuō)明子模塊均壓算法效果好；反之，則需對(duì)子模塊均壓算法進(jìn)行改進(jìn)。