[發明專利]一種單相三電平T型逆變器效率優化控制方法

在審

• 申請號: 201810246323.7
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108429478A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 楊飏
• 申請（專利權）人: 南京鐵道職業技術學院
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種單相三電平T型逆變器效率優化控制方法，其特征在于包含以下步驟：測量T型逆變器直流側電壓v_dc、輸出電壓v_o和電感電流i_L；將逆變器看作單相兩電平半橋VSC，計算開關管的開通損耗、關斷損耗和體二極管的反向恢復損耗；計算單相三電平T型VSC的計算開關管的開通損耗、關斷損耗和體二極管的反向恢復損耗；計算IGBT器件的導通損耗P_tr和體二極管導通損耗P_d；根據輸出電壓v_o和電感電流i_L確定逆變器工作模態；計算單相三電平T型VSC的總功率損耗P3；將逆變器看作單相兩電平半橋VSC，計算其總功率損耗P2；若P3大于P2，逆變器工作為單相兩電平半橋VSC，否則逆變器工作為單相三電平T型VSC。本發明提高了單相三電平T型VSC的工作效率。

技術領域

本發明涉及一種逆變器效率優化控制方法，特別是一種單相三電平T型逆變器效率優化控制方法。

背景技術

兩電平VSC因其簡單、可靠性高等原因已經廣泛應用到許多設備上。與兩電平相比，多電平變換器因其換相電壓只有直流母線電壓的一半，可以減小開關損耗和諧波損耗，提高輸出電壓質量。同時，多電平變換器也造成了系統器件數量增加，而且需要中性點電壓平衡控制。三電平T型VSC在低壓設備中相比于NPC具有諸多優勢，其具有低導通損耗和高效率，與兩電平VSC相比只需要附加三個隔離門極驅動電源。3電平VSC兼具了兩電平和三電平VSC的優勢。

除了三電平T型VSC的中性點開關管,單相三電平T型VSC具有與單相兩電平半橋VSC相同的電路，主電路都是由兩個電容和兩個開關管組成，因此單相三電平T型VSC可以作為單相兩電平半橋VSC工作。在開關頻率和直流母線電壓相同的情況下，單相三電平T型VSC的效率由幅值調制比決定。當幅值調制比較小時，單相三電平T型VSC效率由于導通損耗的增加而降低，導通損耗由中性點開關管的占空比決定。因此，相比于單相三電平T型VSC，單相兩電平半橋VSC在幅值調制比較低時具有更低的導通損耗。因此在低幅值調制比時，單相三電平T型VSC工作在單相兩電平半橋VSC模式下，而在高幅值調制比時，單相三電平T型VSC具有更高的效率。根據實際情況進行控制，可以降低逆變器的總損耗，提高單相三電平T型VSC的工作效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種單相三電平T型逆變器效率優化控制方法，其提高了單相三電平T型VSC的工作效率。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種單相三電平T型逆變器效率優化控制方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：測量T型逆變器直流側電壓v_dc、輸出電壓v_o和電感電流i_L；

步驟二：忽略單相三電平T型逆變器的開關管S₂和S₃，將逆變器看作單相兩電平半橋VSC，計算開關管的開通損耗、關斷損耗和體二極管的反向恢復損耗；

步驟三：計算單相三電平T型VSC的計算開關管的開通損耗、關斷損耗和體二極管的反向恢復損耗；

步驟四：計算IGBT器件的導通損耗P_tr和體二極管導通損耗P_d；

步驟五：根據輸出電壓v_o和電感電流i_L確定逆變器工作模態；

步驟六：計算單相三電平T型VSC的開關損耗和導通損耗，從而得到其總功率損耗P3；忽略中性點開關管S₂和S₃，將逆變器看作單相兩電平半橋VSC，計算其開關損耗和導通損耗，從而得到其總功率損耗P2；