[發(fā)明專(zhuān)利]一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路及其調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410193385.8
• 申請(qǐng)日: 2014-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103954866B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軒;朱寧輝;宿劍飛;李芳靈;曾曉琴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;中電普瑞科技有限公司
• 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

1.一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器為由IGBT組成的子模塊；其特征在于：所述電路包括依次連接的試驗(yàn)電源電路、直流電源、設(shè)有控制電路的半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊1、阻感負(fù)載和設(shè)有控制電路的半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊2；所述控制電路用于實(shí)現(xiàn)所述電壓源換流器的不同工況。?

2.如權(quán)利要求1所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述試驗(yàn)電源電路包括串聯(lián)的三相交流電源和所述直流電源連接的斷路器或接觸器。?

3.如權(quán)利要求2所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述直流電源包括恒定空載電壓式直流電源、無(wú)級(jí)調(diào)壓式直流電源和控制角調(diào)節(jié)式直流電源。?

4.如權(quán)利要求3所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述恒定空載電壓式直流電源包括串聯(lián)的多繞組或多分接頭變壓器和三相不控整流器；所述多繞組或多分接頭變壓器原邊與所述斷路器輸出端交流側(cè)連接，其副邊與所述三相不控整流器連接作為直流輸出端。?

5.如權(quán)利要求3所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述無(wú)級(jí)調(diào)壓式直流電源包括依次連接的調(diào)壓器、變壓器和三相不控整流器；所述變壓器原邊通過(guò)調(diào)壓器與所述斷路器輸出端交流側(cè)連接，其副邊連接所述三相不控整流器作為直流輸出端。?

6.如權(quán)利要求3所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述控制角調(diào)節(jié)式直流電源包括整流變壓器和三相晶閘管相控整流器；所述整流變壓器原邊與所述斷路器輸出端交流側(cè)連接，其每個(gè)副邊分別接三相晶?閘管相控整流器交流側(cè)；所述三相晶閘管相控整流器包括并聯(lián)的全橋支路和二極管支路，所述全橋支路包括至少2個(gè)串聯(lián)的晶閘管整流橋，每個(gè)所述晶閘管整流橋通過(guò)6個(gè)晶閘管組成整流橋；所述二極管支路包括至少2個(gè)串聯(lián)的二極管；兩個(gè)支路通過(guò)各自的上下臂間相互連接。?

7.如權(quán)利要求1所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊1包括并聯(lián)的IGBT支路和直流電容；所述IGBT支路包括兩個(gè)串聯(lián)的IGBT上下管，每個(gè)IGBT均反向并聯(lián)一個(gè)二極管；下管所述IGBT并聯(lián)旁路電路；?

所述直流電容對(duì)取能電路供電，經(jīng)電力變換給控制電路提供控制電源，所述控制電路產(chǎn)生PWM波形對(duì)半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊1的IGBT進(jìn)行控制并對(duì)IGBT支路的控制信號(hào)互補(bǔ)；?

所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊2與所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊1結(jié)構(gòu)相同。?

8.如權(quán)利要求7所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路，其特征在于：所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊1的輸出端通過(guò)阻感負(fù)載與所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊2連接；所述半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器子模塊1的直流電容并聯(lián)所述直流電源輸出端；?

所述旁路電路包括并聯(lián)的旁路開(kāi)關(guān)和反向并聯(lián)所述下管IGBT的旁路晶閘管；?

所述阻感負(fù)載包括串聯(lián)的電阻和電抗器。?

9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的一種半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的試驗(yàn)電路的調(diào)制方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：?

(1)閉合試驗(yàn)電源的斷路器；?

(2)設(shè)定直流電源的輸出電壓，使直流母線(xiàn)電壓達(dá)到要求，給半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的直流側(cè)電容充電；?

(3)充電達(dá)到穩(wěn)定后，控制電路控制器輸出PWM脈沖信號(hào)，PWM脈沖信號(hào)是由載波與調(diào)制波相比較生成的，根據(jù)調(diào)制波的不同，使半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器運(yùn)行于不同工況；?

(4)測(cè)量阻感負(fù)載的電流和電壓；?

(5)模擬半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的各種故障；?

(6)考核半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的性能與穩(wěn)定性。?

10.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)制方法，其特征在于：所述步驟(3)中半橋結(jié)構(gòu)電壓源換流器的工況包括交流工況和交直流工況；?

設(shè)工況中流過(guò)負(fù)載電抗器的電流I_L通過(guò)下式(1)確定：?

I_L＝I_Δ+I_L1???(1)?

其中，I_Δ為子模塊輸出電流的直流分量，I_L1為子模塊輸出電流交流分量基波有效值；所述子模塊輸出電流的直流分量I_Δ通過(guò)下式(2)確定：?

其中，V_dc為直流電源輸出直流電壓，R_L為電抗器電阻，V_Δ為調(diào)制波直流偏置，V_cm為三角載波峰值；?

所述子模塊輸出電流交流分量基波有效值I_L1通過(guò)下式(3)確定：?

其中，V_rm為正弦調(diào)制波峰值，R為阻感負(fù)載回路的電阻值，ω為輸出同步角頻率，L為阻感負(fù)載回路的電感值；?

通過(guò)設(shè)定不同的V_Δ和V_rm，得到不同的疊加直流分量的負(fù)載電抗器電流。?