一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统技术方案

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统。所述自检系统包括以下方法步骤：步骤S1，通过实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值检测直流母线是否正常；步骤S2，在施加PWM驱动信号前检测3P3L三电平逆变器的电容电压是否正常；步骤S3，依次施加PWM驱动信号至3P3L三电平逆变器的开关管，将采样得到的电感电流之和的实际值与计算得到电感电流之和的阈值进行比较，进而判断开关管是否正常。本发明专利技术无需额外电路即可实现自检，能够及时、有效且全面地检测出3P3L三电平逆变器开关管的异常情况，可以有效避免发生损坏。避免发生损坏。避免发生损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统


[0001]本专利技术涉及一种逆变器自检系统，尤其涉及一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统。

技术介绍

[0002]有源不平衡补偿装置（Active Unbalance Compensation Devie，AUC）是一种并网逆变器设备，通过补偿负序及零序电流达到负载电流平衡的目的。3P3L三电平逆变器是一种常见的拓扑，开关管是逆变器的核心电路，及时检测出逆变器的开关管异常情况，可以避免逆变器发生进一步损坏。然而现有的开关管检测多为单相或三相四线拓扑，针对三相三线的开关管检测较少。
[0003]本专利技术采用双环控制，电压外环为线性控制，电流内环为滞环控制。由于滞环控制有着高频采样的特点，故用于3P3L逆变器开关管的自检中。本专利技术无需额外的设备即可实现自检。电压外环的采样频率为，采样周期为，电流内环的采样频率为，采样周期为，可得时间内采样点数；其中电流内环的采样频率远大于电压外环的采样频率。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是需要提供一种能够及时有效地检测开关异常情况的3P3L逆变器开关管自检系统，进而能够有效避免逆变器发生损坏。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术提供的一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检电路，包括母线电容C1、母线电容C2、开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A、开关管T4_A、电感L1_A、电感L2_A、开关管T1_B、开关管T2_B、开关管T3_B、开关管T4_B、电感L1_B、电感L2_B、开关管T1_C、开关管T2_C、开关管T3_C、开关管T4_C、电感L1_C、电感L2_C、滤波电容C3、滤波电容4和滤波电容5；
[0007]其连接关系为母线电容C1的第一端部和开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A的集电极连接，所述母线电容C1的第二端部、开关管T3_A的发射极、开关管T3_B的发射极、开关管T3_C的发射极以及电容C2的第一端部连接至连接线N点，所述开关管T1_A的发射极分别与开关管T2_A的发射极、开关管T4_A的集电极、电感L1_A的第一端部相连接，所述开关管T1_B的发射极分别与开关管T2_B的发射极、开关管T4_B的集电极、电感L1_B的第一端部相连接，所述开关管T1_C的发射极分别与开关管T2_C的发射极、开关管T4_C的集电极、电感L1_C的第一端部相连接，所述开关管T2_A的集电极与开关管T3_A的集电极相连接，所述开关管T2_B的集电极与开关管T3_B的集电极相连接，所述开关管T2_C的集电极与开关管T3_C的集电极相连接，所述母线电容C2的第二端部、开关管T4_A的发射极、开关管T4_B的发射极、开关管T4_C的发射极连接，所述电感L1_A的第二端部与电感L2_A的第一端部、滤波电容
C3的第一端部相连接，所述电感L1_B的第二端部与电感L2_B的第一端部、滤波电容C4的第一端部相连接，所述电感L1_C的第二端部与电感L2_C的第一端部、滤波电容C5的第一端部相连接，所述电感L2_A的第二端部与交流电源A的正极相连接，所述电感L2_B的第二端部与交流电源B的正极相连接，所述电感L2_C的第二端部与交流电源C的正极相连接，所述滤波电容C3的第二端部、滤波电容C4的第二端部、滤波电容C4的第二端部、交流电源A的负极、交流电源B的负极、交流电源C的负极连接至连接线的O点。
[0008]进一步地，所述开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A、开关管T4_A、开关管T1_B、开关管T2_B、开关管T3_B、开关管T4_B、开关管T1_C、开关管T2_C、开关管T3_C、开关管T4_C均为一个IGBT管反并联一个二极管。
[0009]进一步地，所述开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A、开关管T4_A、开关管T1_B、开关管T2_B、开关管T3_B、开关管T4_B、开关管T1_C、开关管T2_C、开关管T3_C、开关管T4_C的基极均连接驱动单元。
[0010]一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管的自检方法，包括以下步骤。
[0011]步骤S1，通过实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值检测直流母线是否正常；
[0012]步骤S2，在施加PWM驱动信号前检测3P3L三电平逆变器的电容电压是否正常；
[0013]步骤S3，依次施加PWM驱动信号至3P3L三电平逆变器的开关管，将采样得到的电感电流实际值和与计算得到电感电流理论值和的阈值进行比较，进而判断开关管是否正常。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S1中，当实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值大于设定阈值，则认为直流母线正常，并跳转至步骤S2；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定逆变器母线电容异常，停止自检工作。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S2中，比较电容电压的有效值与电网电压的有效值，当电容电压的有效值在电网电压有效值的阈值范围内，则认为电容电压正常，并跳转至步骤S3；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定逆变器电容电压采样异常，停止自检工作。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S3中包括以下子步骤：
[0017]S301，T1_A、D1_C自检：当A、C相电容电压大于0V，B相电容电压小于0V，且CA两相的电容电压差在时，施加时间的PWM驱动信号至开关管T1_A；分别计算时间内通过开关管T1_A、D1_C的电感电流实际值和与理论值和，根据二者的电感电流理论值和确定二者的电感电流阈值；当电感电流实际值和在阈值范围内，则认为T1_A、D1_C正常，并跳转至步骤S302；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T1_A、D1_C异常，停止自检工作。
[0018]S302，T2_A、D3_A自检：当A相电容电压小于0V，C相电容电压大于0V，且CA相电容电压差在时，施加时间的PWM驱动信号至开关管T2_A；计算时间内通过开关管T2_A、D3_A的电感电流实际值和与理论值和，根据二者的电感电流理论值和确定二者的电感电流阈值；当电感电流实际值和在阈值范围内，则认为T2_A、D3_A正常，并跳转至步骤S303；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T2_A、D3_A异
常，停止自检工作。
[0019]S303，T3_A、D2_A自检：当A相电容电压大于0V，C相电容电压小于0V，且AC相电容电压差在时，施加时间的PWM驱动信号至开关管T3_A；计算时间内通过开关管T3_A、D2_A的电感电流实际值和与理论值和，根据二者的电感电流理论值和确定二者的电感电流阈值；当电感电流实际值和在阈值范围内，则认为T3_A、D2_A正常，并跳转至步骤S304；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T3_A、D2_A异常，停止自检工作。
[0020]S304，T4_A、D4_C自检：当A、C相电容电压小于0V，B相电容电压大于0V，且AC两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统，其特征在于，所述3P3L逆变器包括母线电容C1、母线电容C2、开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A、开关管T4_A、电感L1_A、电感L2_A、开关管T1_B、开关管T2_B、开关管T3_B、开关管T4_B、电感L1_B、电感L2_B、开关管T1_C、开关管T2_C、开关管T3_C、开关管T4_C、电感L1_C、电感L2_C、滤波电容C3、滤波电容4和滤波电容5；其连接关系为：母线电容C1的第一端部和开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A的集电极连接，所述母线电容C1的第二端部、开关管T3_A的发射极、开关管T3_B的发射极、开关管T3_C的发射极以及电容C2的第一端部连接至连接线N点，所述开关管T1_A的发射极分别与开关管T2_A的发射极、开关管T4_A的集电极、电感L1_A的第一端部相连接，所述开关管T1_B的发射极分别与开关管T2_B的发射极、开关管T4_B的集电极、电感L1_B的第一端部相连接，所述开关管T1_C的发射极分别与开关管T2_C的发射极、开关管T4_C的集电极、电感L1_C的第一端部相连接，所述开关管T2_A的集电极与开关管T3_A的集电极相连接，所述开关管T2_B的集电极与开关管T3_B的集电极相连接，所述开关管T2_C的集电极与开关管T3_C的集电极相连接，所述母线电容C2的第二端部、开关管T4_A的发射极、开关管T4_B的发射极、开关管T4_C的发射极连接，所述电感L1_A的第二端部与电感L2_A的第一端部、滤波电容C3的第一端部相连接，所述电感L1_B的第二端部与电感L2_B的第一端部、滤波电容C4的第一端部相连接，所述电感L1_C的第二端部与电感L2_C的第一端部、滤波电容C5的第一端部相连接，所述电感L2_A的第二端部与交流电源A的正极相连接，所述电感L2_B的第二端部与交流电源B的正极相连接，所述电感L2_C的第二端部与交流电源C的正极相连接，所述滤波电容C3的第二端部、滤波电容C4的第二端部、滤波电容C4的第二端部、交流电源A的负极、交流电源B的负极、交流电源C的负极连接至连接线的O点；一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检方法包括以下步骤：步骤S1，通过实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值检测直流母线是否正常；步骤S2，在施加PWM驱动信号前检测3P3L三电平逆变器的电容电压是否正常；步骤S3，依次施加PWM驱动信号至3P3L三电平逆变器的开关管，将采样得到的电感电流实际值和与计算得到电感电流理论值和的阈值进行比较，进而判断开关管是否正常。2.根据权利要求1所述的一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统，其特征在于，所述开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A、开关管T4_A、开关管T1_B、开关管T2_B、开关管T3_B、开关管T4_B、开关管T1_C、开关管T2_C、开关管T3_C、开关管T4_C均为一个IGBT管反并联一个二极管。3.根据权利要求1所述的一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统，其特征在于，所述开关管T1_A、开关管T2_A、开关管T3_A、开关管T4_A、开关管T1_B、开关管T2_B、开关管T3_B、开关管T4_B、开关管T1_C、开关管T2_C、开关管T3_C、开关管T4_C的基极均连接驱动单元。4.根据权利要求1所述的一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统，其特征在于，所述步骤S1中，当实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值大于设定阈值，则认为直流母线正常，并跳转至步骤S2；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定逆变器母线电容异常，停止自检工作。5.根据权利要求1所述的一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统，其特征在于，
所述步骤S2中，比较电容电压的有效值与电网电压的有效值，当电容电压的有效值在电网电压有效值的阈值范围内，则认为电容电压正常，并跳转至步骤S3；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定逆变器电容电压采样异常，停止自检工作。6.根据权利要求1所述的一种应用于AUC的3P3L逆变器开关管自检系统，其特征在于，步骤S3中包括以下子步骤：S301，T1_A、D1_C自检：当A、C相电容电压大于0V，B相电容电压小于0V，且CA两相的电容电压差在时，施加时间的PWM驱动信号至开关管T1_A；分别计算时间内通过开关管T1_A、D1_C的电感电流实际值和与理论值和，根据二者的电感电流理论值和确定二者的电感电流阈值；当电感电流实际值和在阈值范围内，则认为T1_A、D1_C正常，并跳转至步骤S302；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T1_A、D1_C异常，停止自检工作；S302，T2_A、D3_A自检：当A相电容电压小于0V，C相电容电压大于0V，且CA相电容电压差在时，施加时间的PWM驱动信号至开关管T2_A；计算时间内通过开关管T2_A、D3_A的电感电流实际值和与理论值和，根据二者的电感电流理论值和确定二者的电感电流阈值；当电感电流实际值和在阈值范围内，则认为T2_A、D3_A正常，并跳转至步骤S303；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T2_A、D3_A异...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹乾磊，杨森，刘华美，尹怀强，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司青岛鼎信通讯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：