[發(fā)明專利]一種諧振直流環(huán)節(jié)三相逆變器的負載自適應(yīng)換流控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710749906.7
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107493025B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 褚恩輝;李思;王曉標;王長凱
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種諧振直流環(huán)節(jié)三相逆變器的負載自適應(yīng)換流控制方法，其特征在于，所述諧振直流環(huán)節(jié)三相逆變器包括：換流電路、逆變橋、負載電路、控制電路和直流電源；

所述換流電路包括母線開關(guān)管、第一換流開關(guān)管、第二換流開關(guān)管，第一換流電感、第二換流電感、主換流電容、第一輔助換流電容、第二輔助換流電容、母線開關(guān)管的反并聯(lián)二極管、第一輔助二極管、第二輔助二極管、第三輔助二極管和第四輔助二極管；

母線開關(guān)管的集電極連接直流電源的正極，母線開關(guān)管的發(fā)射極連接逆變橋；

主換流電容的正極連接母線開關(guān)管的集電極和第一換流開關(guān)管的集電極，主換流電容的負極連接母線開關(guān)管的發(fā)射極；第一換流開關(guān)管的發(fā)射極連接第一換流電感的一端，第一換流電感的另一端連接母線開關(guān)管的發(fā)射極，第二換流開關(guān)管的發(fā)射極連接直流電源的負極，第二換流開關(guān)管的集電極連接第二換流電感的一端，第二換流電感的另一端連接母線開關(guān)管的發(fā)射極；

第一輔助二極管的陰極連接第一換流開關(guān)管的發(fā)射極，第一輔助二極管的陽極連接第一輔助換流電容的負極，第一輔助換流電容的正極和第二輔助換流電容的負極均連接母線開關(guān)管的發(fā)射極，第二輔助換流電容的正極連接第二輔助二極管的陰極，第二輔助二極管的陽極連接第二換流開關(guān)管的集電極；

第三輔助二極管的陰極連接母線開關(guān)管的集電極，第三輔助二極管的陽極連接第二輔助換流電容的正極，第四輔助二極管的陽極連接第二換流開關(guān)管的發(fā)射極，第四輔助二極管的陰極連接至第一輔助換流電容的負極；

母線開關(guān)管的反并聯(lián)二極管的陽極連接母線開關(guān)管的發(fā)射極，母線開關(guān)管的反并聯(lián)二極管的陰極連接母線開關(guān)管的集電極；

所述逆變橋為三相逆變橋，每相逆變橋包括第一主功率開關(guān)管、第一主功率開關(guān)管的反并聯(lián)續(xù)流二極管、第一主功率開關(guān)管的并聯(lián)緩沖電容、第二主功率開關(guān)管、第二主功率開關(guān)管的反并聯(lián)續(xù)流二極管和第二主功率開關(guān)管的并聯(lián)緩沖電容；每相逆變橋中的第一主功率開關(guān)管的發(fā)射極連接第二主功率開關(guān)管的集電極，以第一主功率開關(guān)管與第二主功率開關(guān)管的連接點處的引出線為單相交流電輸出端；各相逆變橋的第一主功率開關(guān)管的集電極相互連接，作為逆變橋的正端，各相逆變橋的第二主功率開關(guān)管的發(fā)射極相互連接，作為逆變橋的負端；

所述負載電路為三相阻感性負載，三相負載中的電阻一端分別連接三相逆變橋的三個單相交流電輸出端，同時三個單相交流電輸出端輸出的相電流經(jīng)傳感器采樣后作為輸入信號分別輸入控制電路；

所述直流電源的負極連接逆變橋的負端，直流電源的正極連接換流電路中母線開關(guān)管的集電極，母線開關(guān)管的發(fā)射極連接逆變橋的正端；

所述母線開關(guān)管、第一換流開關(guān)管、第二換流開關(guān)管和逆變橋中各主功率開關(guān)管的門極均與現(xiàn)有的控制電路相連接，由控制電路發(fā)出的信號控制母線開關(guān)管、第一換流開關(guān)管、第二換流開關(guān)管和逆變橋中各主功率開關(guān)管的開通與關(guān)斷，同時各相的輸出相電流經(jīng)傳感器采樣后作為輸入信號分別輸入控制電路；

采用斜率正負交替的鋸齒波代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角波作為載波的調(diào)制策略對所述諧振直流環(huán)節(jié)三相逆變器進行調(diào)制，將換流電路的動作頻率降為傳統(tǒng)的三角載波調(diào)制策略的1/6；

所述采用斜率正負交替的鋸齒波代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角波作為載波具體為：

以斜率正負交替的鋸齒載波代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角載波，鋸齒載波的斜率的大小不變，鋸齒載波的斜率的方向隨輸出相電流的方向改變；輸出相電流的方向為正，鋸齒載波的斜率的方向為正；輸出相電流的方向為負，鋸齒載波的斜率的方向為負；

所述控制方法具體為：

(1)第二換流開關(guān)管的開通時刻比鋸齒載波垂直沿來臨的時刻提前T_a時間，第二換流開關(guān)管開通的同時母線開關(guān)管關(guān)斷，鋸齒載波垂直沿來臨的同時第二換流開關(guān)管關(guān)斷；第一換流開關(guān)管的開通時刻比鋸齒載波垂直沿來臨的時刻延遲T_b時間，母線開關(guān)管的開通時刻比鋸齒載波垂直沿來臨的時刻延遲T_c時間，母線開關(guān)管開通的同時第一換流開關(guān)管關(guān)斷；逆變橋各主功率開關(guān)管按照SPWM(正弦脈寬調(diào)制)、相位差180°的互補開通方式工作；

(2)根據(jù)負載電流I_o的大小動態(tài)調(diào)節(jié)延遲時間T_a、T_b、T_c，使直流母線電壓為零的時刻恰好是主功率開關(guān)管的換流時刻，準確實現(xiàn)相應(yīng)主功率開關(guān)管的軟切換。