【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业电气传动，具体涉及一种级联型高压变频器中性点偏移的方法。
技术介绍
1、随着高压、大电流、高开关频率半导体功率器件与微处理器技术的发展，电力电子设备在工业电气传动
应用日益广泛，变频器驱动电机调速运行就是一个典型代表。在高压大功率、高可靠性的应用场合，由于功率单元级联型高压变频器采用的功率单元易于模块化制造、可互相替代以及通过增加功率单元数量提高输出电压和容量等优点，因此，级联型变频器被广泛使用。
2、目前，典型的功率单元级联型高压变频器，如图1所示，电网交流电源施加至移相变压器一次绕组r相、s相、t相，变压器将一次绕组电压降压、移相后由变压器二次绕组将交流电源输入至功率单元a1-a4，b1-b4、c1-c4，功率单元a1、a2、a3、a4的输出串联为作为变频器输出电源a相，功率单元b1、b2、b3、b4的输出串联为作为变频器输出电源b相、功率单元c1、c2、c3、c4的输出串联为作为变频器输出电源c相，连接成星型三相高压电源供电给电机。
3、典型的用于级联变频器的功率单元结构，如图2所示，功率单元采用半导体功率器件将交流电源输入整流为直流电源，直流电源连接至滤波电容形成直流母线，直流母线作为逆变电路的直流输入，通过控制逆变电路半导体功率器件q1、q2、q3、q4的开关顺序形成单相交流电源输出。主控制器利用调制信号和载波信号比较生成pwm波(脉冲宽度调制波)，将pwm波送至功率单元控制器，由功率单元控制器驱动逆变电路半导体功率器件q1、q2、q3、q4开关。
4、功率单
5、目前，采用中性点偏移方法，计算中性点偏移后各相间角度α，β，γ时，认为每个功率单元直流母线电压一致，功率单元输出相电压幅值一致，进行a、b、c三相电压幅值的计算。但是，实际应用时，由于各功率单元对应二次绕组输入阻抗、变比存在差异，使各功率单元输入电压存在差异，进而使各功率单元内部直流母线电压、功率单元输出相电压幅值产生差异，尤其在一个或多个功率单元故障旁路后，变压器二次绕组的阻抗发生变化，各功率单元输入电压差异、各功率单元内部直流母线电压差异、功率单元输出相电压幅值差异将增加，按上述方法计算出的中性点偏移后各相间角度α，β，γ，生成调制波控制功率单元时，将不能得到平衡的三相线电压。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，该方法适用于级联型高压变频器功率单元故障旁路处理，能够有效解决中性点偏移后三相输出线电压不平衡的问题。
2、实现本专利技术目的的技术方案：
3、一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，所述方法包括：功率单元发生故障后，根据各相电压幅值计算各功率单元直流母线电压差异的中性点偏移后各相电压的偏移角度，主控制器根据各相电压的偏移角度生成各相调制波信号，主控制器利用调制波信号与三角载波信号比较通过脉冲宽度方法产生pwm波，并将pwm波信号送至功率单元控制板，功率单元控制板驱动逆变电路半导体功率器件开关产生所需输出电压。
4、各相调制波信号的计算公式为：
5、uaref＝k*cos(theta-ai)
6、ubref＝k*cos(theta+4π/3+bi)
7、ucref＝k*cos(theta+2π/3+ci)
8、其中，
9、uaref：a相调制波信号，
10、ubref：b相调制波信号，
11、ucref：c相调制波信号，
12、theta：调制波信号uaref的当前相角，
13、k：当前调制波峰值，
14、ai：中性点偏移后a相电压o′a滞后于中性点偏移前a相电压oa的偏移角度，
15、bi：中性点偏移后b相电压o′b超前于中性点偏移前b相电压ob的偏移角度，
16、ci：中性点偏移后c相电压o′c超前于中性点偏移前c相电压oc的偏移角度。
17、各功率单元直流母线电压差异的中性点偏移后各相电压的偏移角度的计算公式为：
18、
19、其中，
20、ai：中性点偏移后a相电压o′a滞后于中性点偏移前a相电压oa的偏移角度，
21、bi：中性点偏移后b相电压o′b超前于中性点偏移前b相电压ob的偏移角度，
22、ci：中性点偏移后c相电压o′c超前于中性点偏移前c相电压oc的偏移角度，
23、aj：中性点偏移后a相相电压o′a和ac间夹角，
24、bj：中性点偏移后b相相电压o′b和bc间夹角，
25、cj：中性点偏移后c相相电压o′c和ac间夹角，
26、a：中性点偏移后a相电压幅值，
27、b：中性点偏移后b相电压幅值，
28、c：中性点偏移后c相电压幅值，
29、x：中性点偏移前、后输出线电压幅值。
30、所述变频器为每相4个功率单元串联的变频器，各相电压幅值的计算公式为：
31、
32、其中，
33、udca1、udca2、udca3、udca4：分别为功率单元a1、a2、a3、a4的直流母线电压，
34、udcb1、udcb2、udcb3、udcb4：分别为功率单元b1、b2、b3、b4的直流母线电压，
35、udcc1、udcc2、udcc3、udcc4：分别为功率单元c1、c2、c3、c4的直流母线电压，
36、udcnom：变频器输出相电压峰值基值，
37、ue：变频器额定输出线电压有效值。
38、所述变频器为每相n个功率单元串联的级联型变频器，n为整数。
39、所述方法应用于vf控制的功率单元级联变频器，通过计算出的三相偏移角度进行两相静止坐标系和三相静止坐标系的变换，应用于矢量控制的功率单元级联变频器。
40、本专利技术的有益技术效果在于：
41、本专利技术提供的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，采用考虑直流母线电压差异因素后的各相电压幅值a、b、c，可计算出中性点偏移后a相电压o′a相对于中性点偏移前a相电压oa的偏移角度ai，b相电压o′b相对于中性点偏移前b相电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，所述方法包括：功率单元发生故障后，根据各相电压幅值计算各功率单元直流母线电压差异的中性点偏移后各相电压的偏移角度，主控制器根据各相电压的偏移角度生成各相调制波信号，主控制器利用调制波信号与三角载波信号比较通过脉冲宽度方法产生PWM波，并将PWM波信号送至功率单元控制板，功率单元控制板驱动逆变电路半导体功率器件开关产生所需输出电压。
2.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，各相调制波信号的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，各功率单元直流母线电压差异的中性点偏移后各相电压的偏移角度的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，所述变频器为每相4个功率单元串联的变频器，各相电压幅值的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，所述变频器为每相n个功率单元串联的级联型变频器，n为整数。
6.根据权利要求
...【技术特征摘要】
1.一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，所述方法包括：功率单元发生故障后，根据各相电压幅值计算各功率单元直流母线电压差异的中性点偏移后各相电压的偏移角度，主控制器根据各相电压的偏移角度生成各相调制波信号，主控制器利用调制波信号与三角载波信号比较通过脉冲宽度方法产生pwm波，并将pwm波信号送至功率单元控制板，功率单元控制板驱动逆变电路半导体功率器件开关产生所需输出电压。
2.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，各相调制波信号的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器中性点偏移的方法，其特征在于，各功率单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁帅永，李涛，范福平，王从伟，闻涛，陈国才，韩伟，张卢翼，张冰伟，田尖端，余鸿鹏，白晓琛，毛灵杰，陈宇杰，魏西平，姜洪发，
申请(专利权)人：三门核电有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。