[发明专利]一种可变相的三电平三相不平衡校正装置及其校正方法

说明书

本发明公开了一种可变相的三电平三相不平衡校正装置及其校正方法，该装置包括：混合式三电平拓扑结构；混合式三电平拓扑结构包括：I型三电平桥臂及T型三电平桥臂；I型三电平桥臂及T型三电平桥臂的每个桥臂的输出侧都通过继电器连接到三相，用于通过继电器为三相选择I型三电平桥臂或T型三电平桥臂。该方法包括：根据三相的负载电流水平，分别为三相选择I型三电平桥臂或T型三电平桥臂。本发明的可变相的三电平三相不平衡校正装置及其校正方法，能在线调整三相的组合顺序，更好地适应实时变化的三相负载条件，降低导通损耗。

技术领域

本发明涉及电力电子变流技术领域，特别涉及一种可变相的三电平三相不平衡校正装置及其校正方法。

背景技术

三相不平衡校正装置(SPC)大多采用I型三电平逆变器拓扑。图1表示了其大致的工作原理，可以定性理解为，SPC装置在三相不平衡负载输出节点，通过电流或功率在重载相和轻载相之间流动和调节，使得在电网侧，三相达到平衡。而三相负载中，通常都是一相重载，一相轻载，而另外一相在平均值附近。因而，实际补偿时，SPC输出电流必然是有两相近似相等且较大，而另外一相电流很小。

传统I型三电平拓扑的固有结构决定了其存在局限性。如图1所示，I型三电平拓扑是由4个IGBT(S1，S2，S3，S4)和两个箝位二极管D1，D2组成。它的局限性在于，当三电平输出电压为正母线电压(S1，S2导通，S3，S4关断)或负母线电压时(S1，S2关断，S3，S4导通)，电流都必须流经两个功率管或其并联的二极管。所以，导通损耗较大是I型三电平的主要缺点，尤其是在功率较大的场合。

进一步的，传统T型三电平拓扑电路的固有拓扑结构决定了其也存在局限性。如图2所示(只画出SPC部分)，T型三电平拓扑是由4个IGBT(S1，S2，S1c，S2c)组成。S1,S2c都必须承受整个母线电压。在SPC中，直流母线一般为800V，所以，就要选择1200V IGBT，而不是I型中的4个600V IGBT。1200V器件的开关损耗要明显高于600V器件，这也是限制T型三电平拓扑提高开关频率，尤其是在功率较小，开关频率较高的场合。也限制了T型三电平在SPC中的应用。所以，在SPC这种对开关频率要求较高的场合，通常采用I型三电平拓扑。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种可变相的三电平三相不平衡校正装置及其校正方法，能够在线调整三相的组合顺序，更好地适应实时变化的三相负载条件，有效地提高逆变器转换效率，降低三相不平衡校正装置的自身损耗，减少输出电流纹波，提高补偿效果。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种可变相的三电平三相不平衡校正装置，其包括：混合式三电平拓扑结构；

所述混合式三电平拓扑结构包括：I型三电平桥臂以及T型三电平桥臂；

所述I型三电平桥臂以及所述T型三电平桥臂的每个桥臂的输出侧都通过继电器连接到三相，用于通过所述继电器为三相选择I型三电平桥臂或T型三电平桥臂。

较佳地，当三相中某相的输出电流较大时，通过继电器选择T型三电平桥臂；当三相中某相的输出电流较小时，通过继电器选择I型三电平桥臂。

较佳地，还包括：AD采样器、控制器以及驱动电路；

所述AD采样器用于对三相的电流信号进行采样和调理，并将采样和调理后的三相电流信号输出给所述控制器；

所述控制器的输入端与所述AD采样器的输出端相连，输出端与所述驱动电路相连，用于根据所述AD采样器输出的三相电流信号来控制所述继电器的通断，使得三相选择I型三电平桥臂或T型三电平桥臂，还用于输出控制信号给所述驱动电路；