【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開的實施例屬于電力電子，具體涉及一種二倍壓三電平逆變器電路及其控制方法和控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、與傳統(tǒng)的兩電平逆變器相比，三電平變換器輸出波形具有更好的諧波，且每個開關(guān)器件承受的電壓應(yīng)力較小，特別適合于高壓大功率場合，如高壓交流調(diào)速、電力系統(tǒng)靜止無功發(fā)生器、電力有源濾波器、交流柔性輸配電及新型直流輸電等。三電平逆變器主要有三種基本結(jié)構(gòu)：二極管箝位式、飛跨電容式和級聯(lián)式。其中二極管箝位式應(yīng)用領(lǐng)域較廣。
2、二極管箝位式三電平逆變器存在兩個問題：一是逆變器不具備升壓能力，當(dāng)直流電壓較低時，無法獲得較高的交流電壓；二是存在中性點電壓不平衡問題，中性點電壓失衡不僅降低電壓波形質(zhì)量，嚴(yán)重時甚至?xí)p壞功率管，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
3、目前關(guān)于中性點的電壓平衡主要是通過調(diào)制算法來實現(xiàn)，但這又增加了三電平逆變器控制方法的復(fù)雜程度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開的實施例旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種二倍壓三電平逆變器電路及其控制方法和控制系統(tǒng)。
2、本公開的一個方面提供一種二倍壓三電平逆變器電路，所述電路包括依次連接的直流電源、倍壓模塊和三電平逆變器；
3、所述倍壓模塊包括第一驅(qū)動回路和第二驅(qū)動回路；
4、所述第一驅(qū)動回路包括依次連接的第一功率開關(guān)、第一二極管、第一直流鏈接電容和諧振電感；其中，所述第一功率開關(guān)的集電極與所述第一二極管的正極連接；
5、所述第二驅(qū)動回路包括依次連接的第二功率開關(guān)、所述諧振電感、第二
6、所述直流電源的正極接于所述第一功率開關(guān)和所述第一二極管之間，所述直流電源的負極接于所述第二功率開關(guān)和所述第二二極管之間；
7、所述三電平逆變器的正極接于所述第一二極管和所述第一直流鏈接電容之間，所述三電平逆變器的負極接于所述第二二極管和所述第二直流鏈接電容之間。
8、進一步地，所述第一直流鏈接電容和所述第二直流鏈接電容的電容量相等。
9、進一步地，所述三電平逆變器的中性點接于所述第一直流鏈接電容和所述第二直流鏈接電容之間。
10、進一步地，當(dāng)所述第一功率開關(guān)和所述第二功率開關(guān)以預(yù)設(shè)頻率交替導(dǎo)通時，所述第二功率開關(guān)、所述直流電源、所述第一二極管、所述第一直流鏈接電容和所述諧振電感形成第一二階諧振電路，所述第一功率開關(guān)、直流電源、所述諧振電感、所述第二直流鏈接電容和所述第二二極管形成第二二階諧振電路；
11、所述第一二階諧振電路和所述第二二階諧振電路互補。
12、本公開的另一方面提供一種二倍壓三電平逆變器電路控制方法，基于上文所述的二倍壓三電平逆變器電路，所述方法包括：
13、以預(yù)設(shè)頻率分別向所述第一功率開關(guān)和所述第二功率開關(guān)的基極交替發(fā)送驅(qū)動信號，以使所述三電平逆變器的直流側(cè)的電壓為所述直流電源的兩倍。
14、進一步地，所述驅(qū)動信號的頻率為二階諧振電路的諧振頻率。
15、進一步地，所述諧振電感的電感量通過下式進行選擇：
16、
17、式中，ωs為功率開關(guān)驅(qū)動信號的角頻率，l為諧振電感的電感量，c為直流鏈接電容的電容量，ω為逆變器輸出電壓的角頻率。
18、本公開的又一方面提供一種二倍壓三電平逆變器電路控制系統(tǒng)，基于上文所述的二倍壓三電平逆變器電路，所述系統(tǒng)包括：
19、驅(qū)動模塊，用于以預(yù)設(shè)頻率分別向所述第一功率開關(guān)和所述第二功率開關(guān)的基極交替發(fā)送驅(qū)動信號，以使所述三電平逆變器的直流側(cè)的電壓為所述直流電源的兩倍。
20、進一步地，所述驅(qū)動信號的頻率為二階諧振電路的諧振頻率。
21、進一步地，所述諧振電感的電感量通過下式進行選擇：
22、
23、式中，ωs為功率開關(guān)驅(qū)動信號的角頻率，l為諧振電感的電感量，c為直流鏈接電容的電容量，ω為逆變器輸出電壓的角頻率。
24、本公開實施例的一種二倍壓三電平逆變器電路及其控制方法和控制系統(tǒng)，通過增加倍壓模塊與傳統(tǒng)二極管箝位式三電平逆變器相結(jié)合，進行互補半波諧振充電控制后可實現(xiàn)直流電源的分時復(fù)用，使逆變器獲得二倍電壓增益，提高了電壓利用率，同時自動平衡逆變器中性點電壓，無需采取額外的平衡措施，降低了逆變器的控制難度。
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1.一種二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述電路包括依次連接的直流電源、倍壓模塊和三電平逆變器；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述第一直流鏈接電容和所述第二直流鏈接電容的電容量相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述三電平逆變器的中性點接于所述第一直流鏈接電容和所述第二直流鏈接電容之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，當(dāng)所述第一功率開關(guān)和所述第二功率開關(guān)以預(yù)設(shè)頻率交替導(dǎo)通時，所述第二功率開關(guān)、所述直流電源、所述第一二極管、所述第一直流鏈接電容和所述諧振電感形成第一二階諧振電路，所述第一功率開關(guān)、直流電源、所述諧振電感、所述第二直流鏈接電容和所述第二二極管形成第二二階諧振電路；
5.一種二倍壓三電平逆變器電路控制方法，基于權(quán)利要求1至4任一項所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述方法包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二倍壓三電平逆變器電路控制方法，其特征在于，所述驅(qū)動信號的頻率為二階諧振電路的諧振頻率。
7.
8.一種二倍壓三電平逆變器電路控制系統(tǒng)，基于權(quán)利要求1至4任一項所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二倍壓三電平逆變器電路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動信號的頻率為二階諧振電路的諧振頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二倍壓三電平逆變器電路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述諧振電感的電感量通過下式進行選擇：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述電路包括依次連接的直流電源、倍壓模塊和三電平逆變器；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述第一直流鏈接電容和所述第二直流鏈接電容的電容量相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，所述三電平逆變器的中性點接于所述第一直流鏈接電容和所述第二直流鏈接電容之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二倍壓三電平逆變器電路，其特征在于，當(dāng)所述第一功率開關(guān)和所述第二功率開關(guān)以預(yù)設(shè)頻率交替導(dǎo)通時，所述第二功率開關(guān)、所述直流電源、所述第一二極管、所述第一直流鏈接電容和所述諧振電感形成第一二階諧振電路，所述第一功率開關(guān)、直流電源、所述諧振電感、所述第二直流鏈接電容和所述第二二極管形成第二二階諧振電路；
5.一種二...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘黎萍，張水平，
申請(專利權(quán))人：常熟理工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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