[發(fā)明專利]一種全橋型模塊化多電平換流器損耗平衡控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210355552.9
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114710047A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧富金;李懷龍;劉誠愷
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 沈利芳

1.一種全橋型模塊化多電平換流器損耗平衡控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

S1、實時監(jiān)測每相橋臂電流i_arm(t)，實時監(jiān)測每個全橋子模塊電容電壓U_c(t)，實時監(jiān)測全橋子模塊內(nèi)各功率器件的狀態(tài)函數(shù)S_j(t)(j＝1～4)；

S2、利用橋臂電流，子模塊電容電壓及各功率器件的開關(guān)狀態(tài)計算各功率器件在工頻周期內(nèi)的平均損耗P_Tj，P_Dj；

S3、分別計算全橋子模塊左橋臂下功率器件平均損耗P₂，右橋臂上功率器件平均損耗P₃；

S4、判斷全橋子模塊的投切狀態(tài)，當(dāng)子模塊處于投入狀態(tài)時，才可改變子模塊的運(yùn)行模式；

S5、通過比較全橋子模塊左橋臂下功率器件平均損耗P₂及右橋臂上功率器件平均損耗P₃，進(jìn)而修正子模塊在兩種運(yùn)行模式下的工作時間，實現(xiàn)全橋子模塊左橋臂和右橋臂功率器件的總損耗均衡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全橋型模塊化多電平換流器損耗平衡控制方法，其特征在于，所述S1中的各功率器件狀態(tài)函數(shù)為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全橋型模塊化多電平換流器損耗平衡控制方法，其特征在于，所述S2中的各功率器件在工頻周期內(nèi)的平均損耗計算方法為：

公式②中，P_Tj為全橋子模塊第j個IGBT開關(guān)管的平均損耗，P_Dj為全橋子模塊第j個二極管的平均損耗，P_{Tj_con}為第j個IGBT開關(guān)管的平均導(dǎo)通損耗，P_{Tj_sw}為第j個IGBT開關(guān)管的平均開關(guān)損耗，P_{Dj_con}為第j個二極管的平均導(dǎo)通損耗，P_{Dj_sw}為第j個二極管的平均開關(guān)損耗，

其中，P_{Tj_con}，P_{Dj_con}的計算方法為：

公式③中，T為工頻周期，i_Tj(t)為流過第j個IGBT開關(guān)管的電流，i_Dj(t)為流過第j個二極管的電流，V_T0為IGBT開關(guān)管的通態(tài)壓降，V_D0為二極管的通態(tài)壓降，R_CE為IGBT開關(guān)管的通態(tài)電阻，R_D為二極管的通態(tài)電阻，

P_{Tj_sw}，P_{Dj_sw}的計算方法為：

公式④中，E_on()為IGBT開關(guān)管開通能量函數(shù)，E_off()為IGBT開關(guān)管關(guān)斷能量函數(shù)，E_rec()為二極管反向恢復(fù)能量函數(shù)，N_swj為第j個功率器件在一個工頻周期內(nèi)的開關(guān)次數(shù)，i_Tj(k)為第j個IGBT在第k次開關(guān)時流過的電流，i_Dj(k)為第j個二極管在第k次開關(guān)時流過的電流，U_c(k)為功率器件在第k次開關(guān)時子模塊的電容電壓。