[發(fā)明專利]適用于有源中點(diǎn)箝位五電平變流器的調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710400923.X
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN107276442B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李睿;楊佳濤;楊思嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/487
• 分類號(hào): H02M7/487;H02M7/5395
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發(fā)明公開了一種適用于有源中點(diǎn)箝位五電平變流器的調(diào)制方法，包括以下步驟，各相獨(dú)立進(jìn)行載波比較，確定輸出電平，隨后根據(jù)不同的電路狀態(tài)并依據(jù)狀態(tài)機(jī)的指示，得到下一個(gè)需要的電路狀態(tài)和主開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該發(fā)明使得靠近直流母線的八個(gè)主開關(guān)管工作在工頻，靠近飛跨電容的四個(gè)主開關(guān)管工作在載波頻率，減小開關(guān)損耗；換流過程中經(jīng)歷的中間狀態(tài)的開關(guān)應(yīng)力均保證在母線電壓的四分之一以下，達(dá)到保護(hù)主開關(guān)管的目的。由于各相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為單獨(dú)控制，故本發(fā)明不僅適用于單相ANPC電路，而且適用于三相三線制、三相四線制的ANPC逆變器電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種的安全可靠低損耗的調(diào)制策略，具體地，涉及一種適用于有源中點(diǎn)箝位五電平(ANPC-5L)變流器的調(diào)制方法。

背景技術(shù)

有源中點(diǎn)箝位五電平(Active Neutral Point Clamped–Five Level)變流器，其電路如圖1所示，它由十二個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開關(guān)(S₁～S₈)和一個(gè)飛跨電容(C_f)構(gòu)成。這種單相五電平變流器能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功能，也可以帶負(fù)載獨(dú)立運(yùn)行和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而且電路中主開關(guān)管的電壓應(yīng)力均為母線電壓的四分之一。但是，電路中存在較多的開關(guān)管和電容，即電路存在較多的通流狀態(tài)，而其中大部分會(huì)引起電容短路故障或主開關(guān)管電壓應(yīng)力的增大等問題。如何使得電路在換流過程中始終保持在安全可靠的通流狀態(tài)之下，是ANPC電路研究與實(shí)際應(yīng)用中亟需解決的問題。

經(jīng)檢索，公開號(hào)為104601026A的中國專利申請(qǐng)，該發(fā)明提供了一種ANPC五電平變流器的SHEPWM調(diào)制時(shí)的懸浮電容電壓控制方法，根據(jù)懸浮電容電壓的電壓值，與懸浮電容電壓的參考值進(jìn)行比較，確定懸浮電容需要充電還是放電，然后檢測(cè)負(fù)載電流的正負(fù)，以確定ANPC變換器的冗余開關(guān)狀態(tài)。該發(fā)明解決了該變流器SHEPWM調(diào)制中懸浮電容電壓波動(dòng)較大的問題。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種適用于有源中點(diǎn)箝位五電平(ANPC-5L)變流器的調(diào)制方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種適用于有源中點(diǎn)箝位五電平變流器的調(diào)制方法，包括以下步驟：

步驟一：各相調(diào)制波獨(dú)立進(jìn)行載波比較，確定輸出電平；

步驟二：根據(jù)不同的電路狀態(tài)并依據(jù)狀態(tài)機(jī)的指示，得到下一個(gè)需要的電路狀態(tài)和主開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

優(yōu)選地，所述步驟一具體包括以下子步驟：

步驟S1，各相調(diào)制波分別與四條載波進(jìn)行比較，生成四個(gè)邏輯關(guān)系(正和負(fù))，若調(diào)制波高于載波，則生成1，若載波高于調(diào)制波，則生成0；

步驟S2，對(duì)四個(gè)邏輯關(guān)系進(jìn)行判斷，若四者均為1，則輸出+2電平；若三者為1，另一為0，則輸出+1電平；若兩者為1，另兩者為0，則輸出0電平；若三者為0，另一為1，則輸出-1電平；若四者均為0，則輸出-2電平；

步驟S3，步驟S2得到的輸出電平暫存，用于與步驟二的電路狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，所述步驟二具體包括以下子步驟：

步驟s1，根據(jù)步驟一得到的輸出電平，確定下一個(gè)需要的電路狀態(tài)；

步驟s2，根據(jù)實(shí)際電路輸出電流和飛跨電容電壓情況，進(jìn)一步確定下一個(gè)電路狀態(tài)，若電容電壓低于設(shè)定值(即母線電壓的四分之一)，電路狀態(tài)可取表1、表2中電容充電的狀態(tài)；若電容電壓高于設(shè)定值(即母線電壓的四分之一)，電路狀態(tài)可取表1、表2中電容放電的狀態(tài)；

步驟s3，根據(jù)狀態(tài)機(jī)的指示，如圖2所示，得出電路從當(dāng)前電路狀態(tài)到達(dá)可取電路狀態(tài)的最近步驟，并依次實(shí)施；