[發(fā)明專利]一種三電平變流器IGBT窄脈沖抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510848298.6
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105450068B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉超;李新元;馬駿;于浩然;陳天錦;曹智慧
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼電源有限公司;許繼電氣股份有限公司;許繼集團(tuán)有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

本發(fā)明涉及一種三電平變流器IGBT窄脈沖抑制方法，該方法包括1)實(shí)時檢測三電平變流器每相的當(dāng)前電流方向及輸出電壓狀態(tài)；2)當(dāng)輸出電壓處于正的峰值點(diǎn)時，若該相電流為設(shè)定正向，令該相橋臂的開關(guān)管s3一直關(guān)斷；若該相電流為設(shè)定負(fù)向，根據(jù)伏秒平衡原理，計(jì)算相應(yīng)開關(guān)管的開通時間T_on，若T_on小于設(shè)定值，令T_on＝T_D，經(jīng)過死區(qū)邏輯后，消除了窄脈沖，其中，T_D為IGBT的死區(qū)時間；3)當(dāng)輸出電壓處于負(fù)的峰值點(diǎn)時，若該相電流為設(shè)定負(fù)向，令該相橋臂的開關(guān)管s1一直關(guān)斷；若該相電流為設(shè)定正向，根據(jù)伏秒平衡原理，計(jì)算相應(yīng)開關(guān)管的開通時間T_on，若T_on小于設(shè)定值，令T_on＝T_D，經(jīng)過死區(qū)邏輯后，消除了窄脈沖。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)簡單、對窄脈沖抑制能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三電平變流器IGBT窄脈沖抑制方法。

背景技術(shù)

相對于傳統(tǒng)的兩電平全橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，三電平NPC(中點(diǎn)鉗位式)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有一系列優(yōu)點(diǎn)：1)開關(guān)損耗小，效率高；2)開關(guān)動作時dv/dt小，引起的電磁干擾(EMI)小；3)輸出電壓波形為三電平，諧波含量少，所需的濾波電感量小，有利于降低系統(tǒng)成本和功率損耗。正是由于上述優(yōu)點(diǎn)三電平NPC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在中壓大功率有了很廣泛的應(yīng)用，并且取得了很好的應(yīng)用效果。由于隨著技術(shù)發(fā)展，數(shù)字芯片和電力電子器件性能的提升，開關(guān)頻率越來越高，這樣就不得不考慮窄脈沖問題，窄脈沖會導(dǎo)致管子工作放大區(qū)而不是飽和區(qū)，從而是管子的開關(guān)損耗增大甚至導(dǎo)致管子損壞發(fā)生安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種三電平變流器IGBT窄脈沖抑制方法，以解決三電平變流器中的窄脈沖現(xiàn)象導(dǎo)致開關(guān)管損耗增大，甚至損壞的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的三電平變流器IGBT窄脈沖抑制方法包括如下步驟：

1.一種三電平變流器IGBT窄脈沖抑制方法，其特征在于，該方法包括：

1)實(shí)時檢測三電平變流器每相的當(dāng)前電流方向及輸出電壓狀態(tài)；

2)當(dāng)輸出電壓處于正的峰值點(diǎn)時，若該相電流為設(shè)定正向，令該相橋臂的開關(guān)管s3一直關(guān)斷，消除了開關(guān)管s1的窄脈沖；若該相電流為設(shè)定負(fù)向，根據(jù)伏秒平衡原理，計(jì)算相應(yīng)開關(guān)管的開通時間T_on，若開通時間T_on小于設(shè)定值，令T_on＝T_D，經(jīng)過死區(qū)邏輯后，消除了窄脈沖，其中，T_D為開關(guān)管IGBT的死區(qū)時間；

3)當(dāng)輸出電壓處于負(fù)的峰值點(diǎn)時，若該相電流為設(shè)定負(fù)向，令該相橋臂的開關(guān)管s1一直關(guān)斷，消除了開關(guān)管s1的窄脈沖；若該相電流為設(shè)定正向，根據(jù)伏秒平衡原理，計(jì)算相應(yīng)開關(guān)管的開通時間T_on，若開通時間T_on小于設(shè)定值，令T_on＝T_D，經(jīng)過死區(qū)邏輯后，消除了窄脈沖。

當(dāng)輸出電壓過零點(diǎn)時，將三電平調(diào)制切換為兩電平調(diào)制，以抑制窄脈沖。

所述三電平變流器為中點(diǎn)箝位式三電平變流器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方法在輸出電壓峰值點(diǎn)根據(jù)電流方向和電壓輸出狀態(tài)選擇相應(yīng)的策略對窄脈沖進(jìn)行抑制，消除了窄脈沖又不影響輸出電壓；在輸出電壓峰值點(diǎn)，通過計(jì)算相應(yīng)開關(guān)開通時間，與死區(qū)時間比較后，進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償，進(jìn)一步減少了開關(guān)管窄脈沖。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)簡單、對窄脈沖抑制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明在電壓過零點(diǎn)時，選擇相應(yīng)的策略對窄脈沖進(jìn)行抑制，進(jìn)一步消除了窄脈沖。

本發(fā)明的方法不同于目前一些根據(jù)矢量調(diào)制來消除窄脈沖，該方法適用于單相調(diào)制，應(yīng)用范圍更大。