[發(fā)明專利]一種降低變流器輸出電壓變化率的電路及控制方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010146664.4 | 申請(qǐng)日： | 2020-03-05 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111313657B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-03-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 馮江華;梅文慶;竇澤春;陳燕平;朱武;謝舜蒙;呂永燦;忻蘭苑 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H02M1/00 | 分類號(hào)： | H02M1/00;H02M1/088;H02M1/32;H02M1/38;H02M7/5387 |
| 代理公司： | 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227 | 代理人： | 劉曉菲 |
| 地址： | 412001 湖*** | 國(guó)省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 降低 變流器 輸出 電壓 變化 電路 控制 方法 | ||
本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了一種降低變流器輸出dv/dt的電路及控制方法，其中，該電路包括至少一個(gè)單相橋結(jié)構(gòu)，該單相橋結(jié)構(gòu)包括時(shí)序交錯(cuò)的兩相并聯(lián)橋臂、相間變壓器和控制器，兩相并聯(lián)橋臂包括并聯(lián)連接的第一橋臂和第二橋臂，第一橋臂的中點(diǎn)通過(guò)相間變壓器連接第二橋臂的中點(diǎn)；控制器用于根據(jù)變流器的母線電壓、負(fù)載允許的dv/dt、該變流器與該負(fù)載之間的電纜的寄生參數(shù)以及負(fù)載的寄生參數(shù)，確定第一橋臂與第二橋臂間的開(kāi)關(guān)時(shí)間差，并根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的脈沖控制信號(hào)和該開(kāi)關(guān)時(shí)間差，控制第一橋臂和第二橋臂的開(kāi)關(guān)。該電路既能有效地降低變流器輸出的dv/dt以及過(guò)電壓，又能減少在此過(guò)程中額外產(chǎn)生的損耗。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請(qǐng)涉及電力電子與電氣傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低變流器輸出電壓變化率的電路及控制方法。
背景技術(shù)
在實(shí)際應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)高開(kāi)關(guān)頻率和低損耗，部署在變流器中的開(kāi)關(guān)器件(如IGBT器件、SiC器件等)普遍具有較高的電壓變化率(Delta Voltage Delta Time，dv/dt)，因此通常會(huì)導(dǎo)致變流器輸出的dv/dt過(guò)高，通過(guò)電纜后因線纜反射會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致負(fù)載側(cè)存在更高的dv/dt和過(guò)電壓，這對(duì)于負(fù)載的絕緣以及長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性會(huì)產(chǎn)生很大的影響。
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，目前已有的實(shí)現(xiàn)方式普遍采用基于電感電容電阻(Inductorand Capacitor and Resistor，LCR)的濾波器結(jié)構(gòu)來(lái)解決，不同的實(shí)現(xiàn)方式在對(duì)共模和差模電壓處理方面可能存在一些差異，因而不同的實(shí)現(xiàn)方式實(shí)際采用的電路結(jié)構(gòu)可能存在細(xì)微的差別，但是就對(duì)變流器輸出的dv/dt進(jìn)行控制而言，目前已有的實(shí)現(xiàn)方式均是基于LCR濾波器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。
然而，經(jīng)本申請(qǐng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中采用上述實(shí)現(xiàn)方式降低變流器輸出的dv/dt，必須通過(guò)阻尼元件使得LCR濾波器工作在臨界阻尼狀態(tài)附近，每一次電壓變化，阻尼元件都會(huì)相應(yīng)地消耗能量，因此存在較高的阻尼損耗。此外，濾波電感本身存在的基波電流、變流器輸出的諧波電流和LCR濾波器的諧振電流都會(huì)引起電感磁芯損耗，可見(jiàn)，LCR濾波器中的濾波電感本身也存在較大的損耗。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種降低變流器輸出電壓變化率的電路及控制方法，既能有效地降低變流器輸出的dv/dt以及過(guò)電壓，又能夠減少在此過(guò)程中額外產(chǎn)生的損耗。
有鑒于此，本申請(qǐng)第一方面提供了一種降低變流器輸出電壓變化率的電路，所述電路包括至少一個(gè)單相橋結(jié)構(gòu)，所述單相橋結(jié)構(gòu)包括：時(shí)序交錯(cuò)的兩相并聯(lián)橋臂、相間變壓器和控制器；
所述兩相并聯(lián)橋臂包括并聯(lián)連接的第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂的中點(diǎn)通過(guò)所述相間變壓器連接所述第二橋臂的中點(diǎn)；
所述控制器，用于根據(jù)變流器的母線電壓、負(fù)載允許的電壓變化率、所述變流器與所述負(fù)載間的電纜的寄生參數(shù)以及所述負(fù)載的寄生參數(shù)，確定開(kāi)關(guān)時(shí)間差；并根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的脈沖控制信號(hào)和所述開(kāi)關(guān)時(shí)間差，控制所述第一橋臂和所述第二橋臂的開(kāi)關(guān)。
本申請(qǐng)第二方面提供了一種控制方法，所述方法應(yīng)用于控制器，所述控制器用于控制第一方面所述電路的單相橋結(jié)構(gòu)中的兩相并聯(lián)橋臂的開(kāi)關(guān)；所述方法包括：
根據(jù)變流器的母線電壓、負(fù)載允許的電壓變化率、所述變流器與所述負(fù)載間的電纜的寄生參數(shù)，確定開(kāi)關(guān)時(shí)間差；
根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的脈沖控制信號(hào)和所述開(kāi)關(guān)時(shí)間差，控制所述兩相并聯(lián)橋臂中第一橋臂和第二橋臂的開(kāi)關(guān)。
從以上技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：
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- 專利分類
H02M 用于交流和交流之間、交流和直流之間、或直流和直流之間的轉(zhuǎn)換以及用于與電源或類似的供電系統(tǒng)一起使用的設(shè)備；直流或交流輸入功率至浪涌輸出功率的轉(zhuǎn)換；以及它們的控制或調(diào)節(jié)
H02M1-00 變換裝置的零部件
H02M1-02 .專用于在靜態(tài)變換器內(nèi)的放電管產(chǎn)生柵極控制電壓或引燃極控制電壓的電路
H02M1-06 .非導(dǎo)電氣體放電管或等效的半導(dǎo)體器件的專用電路，例如閘流管、晶閘管的專用電路
H02M1-08 .為靜態(tài)變換器中的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生控制電壓的專用電路
H02M1-10 .具有能任意地用不同種類的電流向負(fù)載供電的變換裝置的設(shè)備，例如用交流或直流
H02M1-12 .減少交流輸入或輸出諧波成分的裝置
