一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构及其控制方法，该结构包括两个三相半桥变换器，两个三相滤波电抗器以及两组直流母线电容。所述变换器包括主变换器和谐波补偿变换器。其中主变换器的每个桥臂包含一个上桥臂功率开关器件和一个下桥臂功率开关器件，谐波补偿变换器结构与主变换器相同。主三相电抗器与谐波补偿三相电抗器的另一端分别相连接，并与电机的三相绕组相接。本发明专利技术采用在原有低载波比电机系统的基础上，并联小容量、高开关频率的三相可控半桥电路，可以有效补偿电机三相绕组上的电流谐波，提高电机效率、较小电机发热等问题。较小电机发热等问题。较小电机发热等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构及其控制方法


[0001]本专利技术属于交流电机驱动领域，具体涉及一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构及其控制方法。

技术介绍

[0002]应用电力电子变换器作为电机驱动电源是现代电气传动的主要方式。在大功率电机驱动和高速电机驱动等领域，常会出现变换器开关频率相对于电机基频较小的情况。其产生原因通常为开关器件的开关损耗大、散热器体积重量大和电机基频过高等。在低载波比驱动情况下，电机电流谐波含量高，导致电机发热、转矩脉动大并且降低电机驱动系统整体性能和效率。如果电机电感较小，以上情况将更为严重。因此，针对减小低载波比工况下电机电流谐波的研究十分必要。
[0003]针对上述问题，从大量的相关研究可以总结出三种主要的解决方法：采用无源滤波器、提高系统的采样和开关频率、采用多电平拓扑结构。其中，无源滤波器件是一种结构简单可靠的解决方案，但是在大功率工况下，其体积重量往往较大。采用新型SiC或GaN器件可以增加开关频率，从根本上解决该问题。但是目前高频器件的价格依然较高，对于大部分工程而言，成本太高，并不适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构，其特征在于，包括主变换器(1)和谐波补偿变换器(2)，所述主变换器(1)的每个桥臂上设置有一个第一上桥臂功率开关器件和一个第一下桥臂功率开关器件，第一上桥臂功率开关和第一下桥臂功率开关之间的节点为所述桥臂的输出节点，每个桥臂的输出节点连接有主电抗器(4)的第一端；所述谐波补偿变换器(2)包括三个并联的桥臂和第二直流母线电容组，每个桥臂上设置有一个第二上桥臂功率开关器件和第二下桥臂功率开关器件，第一上桥臂功率开关器件的下节点和第二下桥臂功率开关器件的上节点连接，每一个第二上桥臂功率开关器件的上节点连接第二直流母线电容组的正极，每一个第二下桥臂功率开关器件的下节点连接第二直流母线电容组的负极；第一上桥臂功率开关器件和第二下桥臂功率开关器件的连接点为所述桥臂的输出节点，每个桥臂的输出节点连接有谐波补偿电抗器(5)第一端；所述谐波补偿变换器(2)的输出功率小于主变换器(1)的输出功率，所第一上桥臂功率开关器件和第一下桥臂功率开关器件的频率均小于第二上桥臂功率开关器件和第二下桥臂功率开关器件的频率；主电抗器(4)的第二端和谐波补偿电抗器(5)的第二端连接，两个第二端的连接处连接至电机(3)。2.根据权利要求1所述的一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构，其特征在于，所述主变换器(1)的三个桥臂的上节点共同连接有第一直流母线电容组的正极，三个桥臂的下节点共同和第一直流母线电容组的负极连接。3.根据权利要求1所述的一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构，其特征在于，所述谐波补偿变换器(2)输出功率小于主变换器(1)输出功率的30％。4.根据权利要求1所述的一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构，其特征在于，所述第二上桥臂功率开关器件和第二下桥臂功率开关器件的开关频率大于第一上桥臂功率开关器件；所述第二上桥臂功率开关器件和第二下桥臂功率开关器件的开关频率大于第一下桥臂功率开关器件的开关频率。5.根据权利要求1所述的一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构，其特征在于，所述第二上桥臂功率开关器件的开关频率和第二下桥臂功率开关器件的开关频率为第一上桥臂功率开关器件的开关频率的5倍及其以上；所述第二上桥臂功率开关器件的开关频率和第二下桥臂功率开关器件的开关频率为第一下桥臂功率开关器件的开关频率的5倍及其以上。6.根据权利要求1所述的一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁阳，梁得亮，贾少锋，褚帅君，张弘，王浩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：