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一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法技术

技术编号:26481875 阅读:51 留言:0更新日期:2020-11-25 19:28
本发明专利技术公开了一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法,该方法通过逆变器直流母线电压、换流模式、功率器件损耗模型,计算功率器件损耗,结合功率器件的热模型,获得逆变器功率器件结温。在此基础上,根据雨流法提取各个功率器件的热循环,依据寿命计算模型预测功率器件的寿命。通过功率器件寿命方差比较,动态优化调整有源箝位三电平逆变器的换流模式,以提高有源箝位三电平逆变器的寿命。采用该方法能够在维持输出波形性能的同时,可以优化有源箝位三电平逆变器的损耗分布、结温分布、增强系统的可靠性,从而克服了功率器件损耗和结温分布不均的缺点,通过优化逆变器换流状态来延长逆变器的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法
本专利技术涉及一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法,属于电力电子

技术介绍
二极管中点箝位型三电平逆变器在中压大功率电力驱动系统中有非常广泛的应用。它可以通过使用低压开关器件实现高压和高功率输出,解决了输出电压受功率半导体器件耐压限制的问题。但二极管中点箝位型三电平逆变器存在功率器件损耗和结温分布不均的缺点,这使得开关频率和逆变器的容量都受到一定的限制。有源中点箝位型三电平逆变器的提出解决了这些问题。与二极管中点箝位型三电平逆变器相比,有源中点箝位型三电平逆变器将母线中点相连的箝位二极管替换为开关器件,增加了开关状态和换流过程的数量,也为平衡损耗和结温分布提供了自由度。但有源中点箝位型三电平逆变器若能很好的克服二极管中点箝位型三电平逆变器的缺点,必须依赖高性能的控制策略,才能在保证输出波形质量的同时,优化系统的损耗和结温,提高系统的可靠性。因此需要提出了一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法。目前许多学者都提出了有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1,根据有源中点箝位型三电平逆变器的电流路径,将所有换流过程划分为两种换流模式:有源换流模式和无源换流模式,并分析不同换流模式的损耗分布;/n步骤2,利用电压传感器获取有源中点箝位型三电平逆变器中的功率器件两端的电压,利用电流传感器获取通过有源中点箝位型三电平逆变器中的功率器件的电流,对数据手册中的特性曲线进行拟合得到损耗与电压和电流之间的关系;/n步骤3,将步骤2获取的电压和电流代入损耗与电压和电流之间的关系,计算得到损耗,将损耗导入热网络模型估算功率器件结温;/n步骤4,获取一个时间周期内的功率器件结...

【技术特征摘要】
1.一种有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,根据有源中点箝位型三电平逆变器的电流路径,将所有换流过程划分为两种换流模式:有源换流模式和无源换流模式,并分析不同换流模式的损耗分布;
步骤2,利用电压传感器获取有源中点箝位型三电平逆变器中的功率器件两端的电压,利用电流传感器获取通过有源中点箝位型三电平逆变器中的功率器件的电流,对数据手册中的特性曲线进行拟合得到损耗与电压和电流之间的关系;
步骤3,将步骤2获取的电压和电流代入损耗与电压和电流之间的关系,计算得到损耗,将损耗导入热网络模型估算功率器件结温;
步骤4,获取一个时间周期内的功率器件结温,采用雨流计数法从一个时间周期内的功率器件结温中提取热循环,将这些热循环用于疲劳分析,导入寿命模型计算出功率器件的寿命损耗;
步骤5,针对稳定负载,根据不同换流模式的损耗分布情况,选取损耗方差最小的换流模式作为系统运行的换流模式;
步骤6,针对随机负载,根据不同换流模式的寿命损耗分布情况,选取寿命损耗方差最小的换流模式作为系统运行的换流模式。


2.根据权利要求1所述有源中点箝位型三电平逆变器控制策略优化设计方法,其特征在于,步骤1所述将所有换流过程划分为两种换流模式:有源换流模式和无源换流模式,具体为:
根据有源中点箝位型三电平逆变器的6种开关状态,排列组合出16种不同电流的换流过程,其中8种换流过程的电流路径变化与D5或D6有关,而与T5或T6无关,另外8种换流过程的电流路径变化与T5或T6有关,而与D5或D6无关,将前8种换流过程定义为无源换流模式,将后8种换流过程定义为有源换流模式;
所述有源中点箝位型三电平逆变器包括直流电压源、第一至第二直流母线电容、A相桥臂;第一直流...

【专利技术属性】
技术研发人员:王政张博伦邹志翔
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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