[发明专利]模块化多电平变频器启动电路及其启动与低速运行方法

权利要求书

1.一种模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述方法用于模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制，所述模块化多电平变频器启动电路包括直流电源U_dc、串联开关、二极管D1、辅助电源E和模块化多电平变频器五部分，其中：

所述辅助电源E串联二极管D1与直流电源U_dc和串联开关串联的电路相并联接在改进的模块化多电平变频器的直流端；

所述模块化多电平变频器由三相电路构成，每一相包含上下两个桥臂，每个桥臂由一个电感器L和N个结构相同的子模块堆叠而成，N=3，每个子模块包括一个半桥功率单元和一组电容器C，电缆线将顶层三个子模块的电容负极连接在一起，将底层三个子模块的电容正极连接在一起；

启动与低速运行控制包括如下步骤：

电机从静止启动，当运行在低频阶段时，需要进行电容电压波动抑制，此时输出电压幅值的二倍小于辅助电源电压时，控制串联开关始终断开，二极管D1处于导通状态，由电压值小于直流电源U_dc的辅助电源E对模块化多电平变频器进行供电，减小直流侧电压，进而减小电容电压波动；若非顶层和底层子模块的电容电压全部高于限定值时，则让其全部处于旁路状态，仅顶层和底层子模块进行投切过程；若非顶层和非底层子模块的电容电压低于限定值时，则让其进入投入状态，顶部和底部子模块处于旁路状态，直至电容电压高于限定值；

电机从静止启动，当转速穿越低频阶段后，此时输出电压幅值的二倍大于辅助电源电压，串联开关切换至闭合状态，直流电源电压高于辅助电源电压，二极管D1处于闭锁状态，辅助电源E停止供电，由直流电源U_dc对模块化多电平变频器进行供电，在模块化多电平变频器的控制下运行，直至到达额定转速。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述串联开关采用单个器件或由多个器件串联而成。

3.根据权利要求2所述的模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述器件为全控型电力电子器件或半控型电力电子器件。

4.根据权利要求3所述的模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述全控型电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管、集成门极换流晶闸管或门极可关断晶闸管。

5.根据权利要求3所述的模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述半控型电力电子器件为晶闸管。

6.根据权利要求1所述的模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述直流电源U_dc由电网变压器调压后，经过不控整流电路得到；辅助电源E由电网变压器中间取抽头后，经过不控整流得到。

7.根据权利要求1或6所述的模块化多电平变频器启动电路的启动与低速运行控制方法，其特征在于所述辅助电源电压大于交流输出电压幅值的二倍，小于直流电源电压。