[發(fā)明專利]一種多電平逆變器的箝位調(diào)制方法、裝置及逆變器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810731979.8
• 申請(qǐng)日: 2018-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108880311B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許飛;葉飛;石磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/487
• 分類號(hào): H02M7/487;H02M1/38
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

本發(fā)明公開(kāi)一種多電平逆變器的箝位調(diào)制方法、裝置及逆變器，在逆變器的輸出電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)對(duì)逆變器中開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制，有源箝位多電平逆變器每個(gè)逆變橋臂的開(kāi)關(guān)元件包括：內(nèi)管、外管和箝位管，內(nèi)管和外管串聯(lián)后連接在正母線和負(fù)母線之間，箝位管連接在內(nèi)管和外管的公共端與母線之間；內(nèi)管為低頻開(kāi)關(guān)元件，外管和箝位管為高頻開(kāi)關(guān)元件；方法包括：檢測(cè)有源箝位多電平逆變器橋臂的輸出電壓是否發(fā)生過(guò)零點(diǎn)；如果是則在輸出電壓過(guò)零點(diǎn)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)應(yīng)箝位管一直導(dǎo)通，或，在輸出電壓過(guò)零點(diǎn)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)控制兩個(gè)箝位管均一直導(dǎo)通。將各個(gè)開(kāi)關(guān)元件上的電壓箝位在安全范圍內(nèi)，解決輸出電壓過(guò)零切換時(shí)低頻開(kāi)關(guān)元件因電壓應(yīng)力過(guò)高而損毀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多電平逆變器的箝位調(diào)制方法、裝置及逆變器。

背景技術(shù)

有源中點(diǎn)鉗位(ANPC，Active Neutral Point Clamp)三電平逆變器可以采用正弦脈沖寬度調(diào)制(SPWM，Sinusoidal Pulse Width Modulation)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)通和關(guān)斷可在輸出端Vout產(chǎn)生“正”、“負(fù)”和“零”三種電平的電壓，因此稱為三電平逆變器。

下面說(shuō)明ANPC三電平逆變器正常工作時(shí)的工作原理。

ANPC中的部分開(kāi)關(guān)元件以很高的頻率進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將該部分開(kāi)關(guān)元件稱作高頻開(kāi)關(guān)元件。

ANPC中的剩余開(kāi)關(guān)元件根據(jù)正弦調(diào)制波的狀態(tài)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，即工作頻率為工頻，因此將這部分開(kāi)關(guān)元件稱作工頻開(kāi)關(guān)元件。

相應(yīng)的高頻開(kāi)關(guān)元件之間一般都設(shè)有第一死區(qū)時(shí)間(tdt1)，低頻開(kāi)關(guān)元件之間也設(shè)有第二死區(qū)時(shí)間(tdt2)，且tdt1tdt2。

但是，當(dāng)ANPC輸出電壓Vout處于過(guò)零點(diǎn)，低頻開(kāi)關(guān)元件處于狀態(tài)切換的死區(qū)時(shí)間，此時(shí)高頻開(kāi)關(guān)元件先開(kāi)通(tdt1tdt2)，則可能將整個(gè)母線電壓施加在某一低頻開(kāi)關(guān)元件上，由于母線電壓超過(guò)低頻開(kāi)關(guān)元件耐壓，從而造成該低頻開(kāi)關(guān)元件損毀。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多電平逆變器的箝位調(diào)制方法，能夠有效將各個(gè)開(kāi)關(guān)元件上的電壓箝位在安全范圍內(nèi)，解決了在輸出電壓過(guò)零切換時(shí)低頻開(kāi)關(guān)元件因電壓應(yīng)力過(guò)高而損毀問(wèn)題。

第一方面，提供一種多電平逆變器的控制方法，在有源箝位多電平逆變器的輸出電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)對(duì)逆變器中開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制，所述有源箝位多電平逆變器每個(gè)逆變橋臂的開(kāi)關(guān)元件包括：內(nèi)管、外管和箝位管，所述內(nèi)管和外管串聯(lián)后連接在正母線和負(fù)母線之間，所述箝位管連接在內(nèi)管和外管的公共端與母線之間；其中所述內(nèi)管為低頻開(kāi)關(guān)元件，所述外管和箝位管為高頻開(kāi)關(guān)元件；

該方法包括：

檢測(cè)所述有源箝位多電平逆變器橋臂的輸出電壓是否發(fā)生過(guò)零點(diǎn)；

如果是，則在所述輸出電壓過(guò)零點(diǎn)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)應(yīng)箝位管一直導(dǎo)通，或，則在所述輸出電壓過(guò)零點(diǎn)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)控制兩個(gè)箝位管均一直導(dǎo)通。

由于輸出電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)低頻開(kāi)關(guān)元件處于死區(qū)時(shí)間，此時(shí)將對(duì)應(yīng)的箝位管導(dǎo)通，則將低頻開(kāi)關(guān)元件承受的電壓通過(guò)導(dǎo)通的箝位管強(qiáng)制箝位到母線電壓的一半，由于箝位管連接的是中性點(diǎn)(即母線電壓的中點(diǎn))，因此，中性點(diǎn)的電壓是整個(gè)母線電壓的一半，可以解決此時(shí)如果高頻開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通使某一低頻開(kāi)關(guān)元件承受整個(gè)母線電壓的問(wèn)題。

在第一方面第一種可能的實(shí)施方式中，當(dāng)所述輸出電壓過(guò)零點(diǎn)為由正半周到達(dá)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，則在所述輸出電壓過(guò)零點(diǎn)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)控制對(duì)應(yīng)箝位管一直導(dǎo)通，具體為：

在所述輸出電壓過(guò)零點(diǎn)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)控制下半橋箝位管一直導(dǎo)通。