[发明专利]一种T型三电平变流器中点的均压电路

说明书

技术领域

本发明涉及T型三电平变流器，特别涉及一种T型三电平变流器中点的均压电路。

背景技术

上下电容电压不平衡是T型三电平变流器的固有问题，变流器的直流侧由两个串联的电容进行分压，形成了PON三个电平。两个电容的电压不一样，会造成严重的问题，轻则影响逆变器的性能，重则造成开关器件的损坏，出现安全问题。

国内外对三电平中点电位平衡控制的研究非常多，可以大体分为两种：软件控制和硬件电路控制。软件控制主要指在原有的调制策略上加入一些均压的算法，改变某些矢量的作用时间从而减小中点电位的波动。还有一种是在原有的硬件基础上，增加一个电压控制电路对中点电压进行平衡。软件控制方法，控制算法较为复杂，中点电压控制的效果较差，影响PCS变流器性能，严重会影响开关器件，造成安全问题。而硬件方法则需要增加很多电气元件，不利于生产成本的控制。

针对上述问题，提供一种新型的均压电路，以最低的成本对上下电容电压进行均衡，保证整个PCS系统具有良好的稳态和动态性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种T型三电平变流器中点的均压电路，以最低的成本对上下电容电压进行均衡，保证整个PCS系统具有良好的稳态和动态性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种T型三电平变流器中点的均压电路，其特征在于：所述的均压电路为IGBT管Ta1、Ta2与电感L串联后分别与对应的上电容C1和下电容C2并联，通过控制驱动信号的占空比来维持上下电容的电压平衡。

所述的IGBT管Ta1、Ta2为两个驱动信号互补的IGBT管。

所述的均压电路在当上电容C1电压Vdc1大于下电容C2电压Vdc2时，IGBT管Ta1的占空比D1<0.5，IGBT管Ta2的占空比D2＝1-D1>0.5，IGBT管Ta1的导通时间长于IGBT管Ta2，电容中点的电位升高，上电容C1电压Vdc1变小，下电容C2电压Vdc2变大。

所述的均压电路在电容C1电压Vdc1小于下电容C2电压Vdc2时，IGBT管Ta1的占空比D1>0.5，则IGBT管Ta2的占空比D2＝1-D1<0.5，IGBT管Ta1的导通时间长于IGBT管Ta2，电容中点的电位降低，上电容C1电压Vdc1变大，下电容C2电压Vdc2变小。

所述的均压电路在每个采样周期后，设定k＝(Vdc1-Vdc2)/(Vdc1+Vdc2),对IGBT管Ta1、Ta2的占空比进行调整D1＝0.5+k，D1＝0.5-k，调节中点电位电压值。

一种T型三电平变流器中点的均压电路，由于采用上述的电路结构及方法，本发明以最低的成本对上下电容电压进行均衡，保证整个PCS系统具有良好的稳态和动态性能，原理简单，易于实现；控制效果好，中点电压稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1本发明一种T型三电平变流器中点的均压电路的电路图；

图2本发明一种T型三电平变流器中点的均压电路充电30KW时的波形图；

图3本现有技术在充电20KW时的波形图。

具体实施方式

本发明涉及T型三电平中点不平衡的硬件控制方法，通过三电平上下电压差值，控制上下桥臂导通时间，从而中点电位控制。

如图1所示，本发明为IGBT管Ta1、Ta2与电感L串联后分别与对应的上电容C1和下电容C2并联，通过控制驱动信号的占空比来维持上下电容的电压平衡。IGBT管Ta1、Ta2为两个驱动信号互补的IGBT管。

均压电路在当上电容C1电压Vdc1大于下电容C2电压Vdc2时，IGBT管Ta1的占空比D1<0.5，IGBT管Ta2的占空比D2＝1-D1>0.5，IGBT管Ta1的导通时间长于IGBT管Ta2，电容中点的电位升高，上电容C1电压Vdc1变小，下电容C2电压Vdc2变大。在电容C1电压Vdc1小于下电容C2电压Vdc2时，IGBT管Ta1的占空比D1>0.5，则IGBT管Ta2的占空比D2＝1-D1<0.5，IGBT管Ta1的导通时间长于IGBT管Ta2，电容中点的电位降低，上电容C1电压Vdc1变大，下电容C2电压Vdc2变小。

本发明在每个采样周期后，设定k＝(Vdc1-Vdc2)/(Vdc1+Vdc2),对IGBT管Ta1、Ta2的占空比进行调整D1＝0.5+k，D1＝0.5-k，调节中点电位电压值。