一种整流器及其调制方法技术

本发明专利技术涉及一种整流器及其调制方法，所述整流器采用T型三电平整流器拓扑结构，所述方法分为两个部分：第一部分是开关状态的产生，通过把调制波分成两部分，分别与两种三角载波比较来决定开关器件的状态；第二部分是中点电位平衡控制方法；通过检测电容电压的差值和进网电流方向，对调制波进行适当调整来达到中点电位平衡的目的。本发明专利技术所述方法能在一定程度上减少运行成本，并且在进行三线制与四线制的电路数据比较中可以作为不变量，具有很好的现实意义；同时在某些需要三相三线切换三相四线或者三相四线切换三相四线三电平整流器中可以平滑转换，不用再改变其调制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种整流器及其调制方法
本专利技术涉及电力电子
，更具体地，涉及一种整流器及其调制方法。
技术介绍
在三电平三相整流器中，常用的调制方法有载波调制与脉冲调制。调制方法是使一种波形的某些特性按另一种波形或信号而变化的过程或处理方法。三电平整流器是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等。在低压配电网中，输电线路常采用三相三线制和三相四线制两种接法，电力电子设备接入配电网中，应能同时适应于两种接线方式。三相三线制与三相四线制的主要区别在于三相四线比三相三线多了一根电源中性线。电力系统高压架空线路一般采用三相三线制，在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制。整流器作为电力电子装置与电网的接口设备，应用范围很广。在三电平电路中，以三相三线制或三相四线制为基础的研究占多数，因此研究一种能同时适用于两种接线方式的调制方法是有必要的。目前，三电平整流器传统的调制方法，如载波调制方法、消除谐波PWM方法、开关优化PWM方法、空间电压矢量PWM等只单独适用于三相三线制或者三相四线制三电平整流器。r>专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整流器，其特征在于，所述整流器包括开关K，电容C

【技术特征摘要】
1.一种整流器，其特征在于，所述整流器包括开关K，电容C1，电容C2，12个开关管：Qa1、Qa2、Qa3、Qa4、Qb1、Qb2、Qb3、Qb4、Qc1、Qc2、Qc3、Qc4；
所述整流器包括3个输入点，用来与三相电的各相连接，三个输入点分别与Qa2的集电极、Qb2的集电极、Qc2的集电极连接；
开关K的一端用来与三相电的中性点连接，另一端分别与电容C1的负极、电容C2的正极、Qa3的集电极、Qb3的集电极、Qc3的集电极连接；
Qa3的发射极与Qa2的发射极连接；
Qb3的发射极与Qb2的发射极连接；
Qc3的发射极与Qc2的发射极连接；
Qa1的发射极与Qa2的集电极连接；
Qb1的发射极与Qb2的集电极连接；
Qc1的发射极与Qc2的集电极连接；
Qa1的集电极、Qb1的集电极、Qc1的集电极分别与电容C1的正极连接；
Qa4的集电极与Qa2的集电极连接；
Qb4的集电极与Qb2的集电极连接；
Qc4的集电极与Qc2的集电极连接；
Qa4的发射极、Qb4的发射极、Qc4的发射极分别与电容C2的负极连接；
所述整流器上设有正极输出点与负极输出点，正极输出点与电容C1的正极连接，负极输出点与电容C2的负极连接。


2.根据权利要求1所述的整流器，其特征在于，所述开关管为IGBT或MOSFET。


3.一种应用于权利要求2所述整流器的调制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：确定整流器拓扑结构；
S2：通过把调制波分成两部分，确定各相开关状态；
S3：将分别调制波的两部分分别与两种三角载波进行比较，确定开关器件的状态；
S4：通过检测电容电压的差值和进网电流方向，对调制波进行调整来达到中点电位平衡的目的。


4.根据权利要求3所述的调制方法，其特征在于，S1具体为：
确定整流器拓扑结构，所述拓扑结构中Qa2的集电极与三相电的A相连接、Qb2的集电极与三相电的B相连接、Qc2的集电极与三相电的C相连接；
直流侧电压为Udc,直流侧电容C1和C2的值相等为C，理想情况下C1和C2的电压为Udc1＝Udc2＝Udc/2，a、b、c各相滤波电感值为L，R为滤波电感的等效电阻，io为中点电流，if为中性线电流。


5.根据权利要求4所述的调制方法，其特征在于，为了简化分析，所述方法将三相电路看成三个单相构成，以a相为例，b相、c相类似，S2具体包括以下步骤：
S2.1：设C1和C2的电压为Udc1和Udc2，ia>0；
S2.2：对电路产生的调制波Uam、Ubm和Ucm进行分析；
S2.3：把调制波Uam分为两部分，分别是正调制波Ump、负调制波Umn，然后把正调制波Ump与正三角载波Uc1比较，负调制波Umn与负三角载波Uc2比较来产生各开关管开关状态；
S2.4：对调制波进行归一化处理，另m＝Uam/Up,Uam为调制波的幅值，Up为载波的峰值，m为调制度；归一化后正三角载波Uc1的幅值是0到1，周期为T；负三角载波Uc2的幅值是-1到0，周期也为T。


6.根据权利要求5所述的调制方法，其特征在于，调制波Uam、Ubm和Ucm产生原理为：给定电压Udc*与直流侧电压Udc做偏差后经过PI调节，得出的值与经过锁相的三相电压相乘作为三相电流的给定，然后三相给定电流再与实际的三相电流做偏差后经过PI调节，得出的值与三相电压做偏差后得到调制波Uam、Ubm和Ucm。


7.根据权利要求6所述的调制方法，其特征在于，S3具体为：
(1)Ump>Uc1且Umn>Uc2时，Sa开关状态为P，即两个调制波都大于它们所比较的三角载波时，Qa1、Qa2开关管导通，Qa3、Qa4开关管关断；
(2)Ump>Uc1且Umn<Uc2，或者Ump<Uc1且Umn>Uc2时，Sa开关状态为O，即两个调制波其中有一个大于它所比较的三角载波且一个小于它所比较的三角载波时，Qa2、Qa3开关管导通，Qa1、Qa4开关管关断；
(3)Ump<Uc1且Umn<Uc2时，Sa开关状态为N，即两个调制波都小于它们所比较的三角载波时，Qa3、Qa4开关管导通，Qa1、Qa2开关管关断。
其中，Sa为a相开关状态，其具体状态为：
P状态时，Qa1、Qa2开关管导通，Qa3、Qa4开关管关断；O状态时，Qa2、Qa3开关管导通，Qa1、Qa4开关管关断；N状态时，Qa3、Qa4开关管导通，Qa1、Qa2开关管关断。


8.根据权利要求7所述的调制方法，其特征在于，S4包括：
S4.1：根据调制波Um正负、电容电压Udc1和Udc2的大小，a相电流is方向进行中点电位控制状态进行分类；具体分为以下几种状态：
状态1：Um>0，is>0，Udc1<Udc2；
状态2：Um>0，is>0，Udc1>Udc2；
状态3：Um>0，is<0，Udc1>Udc2；
状态4：Um>0，is<0，Udc1<Udc2；
状态5：Um<0，is<0，Udc1>Udc2；
状态6：Um<0，is<0，Udc1<Udc2；
状态7：Um<0，is>0，Udc1<Udc2；
状态8：Um<0，is>0，Udc1>Udc2；
S4.2：对中点电位控制各状态进行具体状态分析：
(1)状态1：
该状态下存在三种开关状态P、O和N；
P状态时：三相三线制中，该状态对中点电位O无影响；而三相四线制中，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志，朱祖宏，吴军凯，张博超，张兆云，刘学良，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44