[發明專利]一種三相雙T型五電平變流器及其控制方法

有效

• 申請號: 201610116971.1
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105763084B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 張建忠;徐帥;胡省;姜永將
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/487;H02M7/5387
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳琛

1.一種三相雙T型五電平變流器的控制方法，其特征在于，所述三相雙T型五電平變流器由三相雙T型橋臂和直流母線(1)并聯構成；所述三相雙T型橋臂分別為電路結構相同的A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂；每相橋臂(2)由上半橋橋臂(21)、飛跨電容(22)、左中點鉗位型橋臂(24)、右中點鉗位型橋臂(23)和下半橋橋臂(25)組成；

所述直流母線(1)由+E母線、-E母線和兩個串聯電解電容構成；

所述上半橋橋臂(21)由第五絕緣柵雙極型晶閘管S_x5的發射極與第一絕緣柵雙極型晶閘管S_x1的集電極連接而成，連接后的第五絕緣柵雙極型晶閘管S_x5的集電極連接至直流母線(1)的正極性端，第一絕緣柵雙極型晶閘管S_x1的發射極連接至交流輸出端_x；所述_x為A相交流輸出端a、B相交流輸出端b、C相交流輸出端c；

所述下半橋橋臂(25)由第八絕緣柵雙極型晶閘管S_x8的集電極與第四絕緣柵雙極型晶閘管S_x4的發射極連接而成，連接后的第八絕緣柵雙極型晶閘管S_x8的發射極連接至直流母線(1)的負極性端，第四絕緣柵雙極型晶閘管S_x4的集電極連接至交流輸出端_x；

所述飛跨電容(22)由第一飛跨電容C_fx1的負極連接第二飛跨電容C_fx2的正極連接而成，連接后的正極性端連接至上半橋橋臂(21)的中點m，負極性端連接至下半橋橋臂(25)的中點n；

所述左中點鉗位型橋臂(24)由第六絕緣柵雙極型晶閘管S_x6的發射極與第七絕緣柵雙極型晶閘管S_x7的發射極連接而成，連接后的第六絕緣柵雙極型晶閘管S_x6的集電極連接至直流母線(1)的中點O，第七絕緣柵雙極型晶閘管S_x7的集電極連接至飛跨電容(22)的中點N；

所述右中點鉗位型橋臂(23)由第二絕緣柵雙極型晶閘管S_x2的發射極與第三絕緣柵雙極型晶閘管S_x3的發射極連接而成，連接后的第二絕緣柵雙極型晶閘管S_x2的集電極連接至交流輸出端_x，第三絕緣柵雙極型晶閘管S_x3的集電極連接至飛跨電容(22)的中點N；

控制方法的具體步驟如下：

步驟一、采用多載波同相層疊SPWM調制技術，將基頻正弦調制波信號和同相層疊的四組載波信號相比較，確定期望輸出電壓電平數，其中A，B，C三相的調制波信號相位角互差120°；

步驟二、檢測交流側電流i_x的方向，測量飛跨電容電壓實際測量值V_fxi并與電容電壓參考值V_{fxi_ref}相比較，得到飛跨電容電壓的誤差ΔV_fxi；

ΔV_fxi＝V_fxi-V_{fxi_ref},x＝a,b,c；i＝1,2；

其中：i＝1表示第一飛跨電容C_fx1，i＝2表示第二飛跨電容C_fx2；

步驟三、根據期望輸出電壓電平數，交流側電流i_x的方向，飛跨電容電壓的誤差ΔV_fxi，參照表3和表4中飛跨電容的充、放電原則選取開關狀態，控制相應的絕緣柵雙極型晶閘管導通或關斷；

表3開關狀態、交流側電流對飛跨電容的影響

表4飛跨電容電壓控制下的開關狀態選擇原則

其中：i_x≥0表示電流從直流側流向交流側，i_x<0表示電流經交流側流向直流側，C代表飛跨電容充電，D代表飛跨電容放電。

2.根據權利要求1所述的三相雙T型五電平變流器的控制方法，其特征在于，所述多載波同相層疊SPWM調制技術中，載波組由4組頻率和幅值均相同的三角載波分成四層上下層疊，以水平中線作為參考零線，兩組分布于水平中線上方，兩組分布于水平中線下方，與共同的基頻正弦調制波相交。