三电平变流器的换流回路杂感的测量电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三电平变流器的换流回路杂感的测量电路，包括：第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第一钳位二极管、第二钳位二极管、第一谐振电容、第二谐振电容、第一直流支撑电容、第二直流支撑电容、叠层母排、直流电源以及续流电抗器。本实用新型专利技术通过续流电抗器构成不同的续流回路，对相应IGBT施加双脉冲，取开通和关断时刻谐振电流频率的平均值，利用谐振电容与回路杂散电感形成的LC并联谐振特性，精确地计算换流回路的杂感。本实用新型专利技术利于实际操作，可以精确地测量出三电平变流器的换流回路杂散电感，便于准确把握三电平变流器在不同电流等级下，功率器件的过电压水平，以指导系统控制策略的制定。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子应用领域，尤其涉及一种三电平变流器的换流回路杂感的测量电路。
技术介绍
随着功率变换系统功率等级的提升以及电力电子技术的发展，IGBT (绝缘栅双极型晶体管)模块的功率密度越来越高，开通关断性能越来越好，这就意味着关断电流及其斜率越来越大。此时将在三电平变流器的换流回路的杂散电感上感生出电压，该电压连同直流母线电压直接附加在关断的IGBT两端，进而有可能超越IGBT的额定电压而导致器件的损坏。因此确切的掌握换流回路杂散电感的数值，可以有效推断不同功率等级下IGBT关断过电压的水平，有利于系统保护方案的设计以保证暂态过程中系统安全稳定的运行。三电平变流器存在两个大换流回路和两个小换流回路，由于换流回路中包含多个功率器件，且功率器件的等效杂感与叠层母排的杂感相差在一个数量级以内，因此仅仅依靠叠层母排的杂感数值，并不能精确地判断一定电流等级下IGBT的过电压水平。传统的叠层母排杂感测试方法依靠IGBT开通或者关断瞬间器件的压降，因此所测得的结果不包含该IGBT自身的等效杂感，并且测量过程中要求在压降保持稳定阶段内电流的变化率，测量的精确度与测试条件密切相关。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种三电平变流器的换流回路杂感的测量电路，可以方便、精确地测量出三电平变流器的换流回路杂散电感。实现上述目的的技术 方案是:一种三电平变流器的换流回路杂感的测量电路，包括第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第一钳位二极管、第二钳位二极管、第一谐振电容、第二谐振电容、第一直流支撑电容、第二直流支撑电容、叠层母排、直流电源以及续流电抗器，其中:所述第一 IGBT的发射极连接所述第二 IGBT的集电极；所述第二 IGBT的发射极连接所述第三IGBT的集电极；所述第三IGBT的发射极连接所述第四IGBT的集电极；所述叠层母排的正端分别连接所述第一 IGBT的集电极、所述第一直流支撑电容的正极以及所述直流电源的正极；所述叠层母排的负端分别连接所述第四IGBT的发射极、所述第二直流支撑电容的负极以及所述直流电源的负极；所述第一直流支撑电容的负极连接所述第二直流支撑电容的正极；所述第一谐振电容与所述第一直流支撑电容并联；所述第二谐振电容与所述第二直流支撑电容并联；所述第一钳位二极管的阴极连接所述第一 IGBT的发射极；所述第一钳位二极管的阳极连接所述第二钳位二极管的阴极；所述第二钳位二极管的阳极连接所述第四IGBT的集电极；所述第一钳位二极管和第二钳位二极管的相接端连接所述第一直流支撑电容和第二直流支撑电容的相接端；所述续流电抗器连接在所述第一 IGBT的集电极和第二 IGBT的发射极之间，或者连接在所述第二钳位二极管的阴极和所述第四IGBT的集电极之间；所述叠层母排包括:正母排、负母排、零母排、交流母排、第一连接母排和第二连接母排，其中: 正母排连接第一 IGBT的集电极和第一直流支撑电容的正极；负母排连接第四IGBT的发射极和第二直流支撑电容的负极；零母排连接第一钳位二极管的阳极和第二钳位二极管的阴极；交流母排连接第二 IGBT的发射极和第三IGBT的集电极；第一连接母排连接第一 IGBT的发射极和第一钳位二极管的阴极；第二连接母排连接第四IGBT的集电极和第二钳位二极管的阳极。所述三电平变流器的换流回路包括第一换流回路和第二换流回路，其中:第一换流回路包括所述正母排、第一 IGBT、第二 IGBT、交流母排、第三IGBT、第二连接母排、第二钳位二极管、零母排和第一谐振电容；第二换流回路包括第二谐振电容、零母排、第二钳位二极管、第二连接母排、第四IGBT和负母排。上述三电平变流器的换流回路杂感的测量电路，其中，在对第一换流回路进行测试时，续流电抗器连接在第一 IGBT的集电极和第二IGBT的发射极之间；在对第二换流回路进行测试时，续流电抗器连接在第二钳位二极管的阴极和第四IGBT的集电极之间。本技术的有益效果是:本技术利用LC并联谐振测试三电平变流器换流回路杂感，不依靠IGBT开通或关断瞬间的电压和电流，而是利用器件开通的整个过程，且只使用集电极电流的频率值，从而使得测试结果包含回路中所有的功率器件的等效杂感以及叠层母排的杂感，更加精确、可信。同时，本技术只需要测量器件的电流，变量少，有利于实际操作，便于准确把握三电平变流器在不同电流等级下，功率器件的过电压水平，以指导系统控制策略的制定。附图说明图1为本技术的测试电路示意图；图2为本技术的第一换流回路实验波形图；图3为传统测试方法第一换流回路的实验波形图；图4为本技术的第二换流回路实验波形图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步说明。请参阅图1，本技术的三电平变流器的换流回路杂感的测量电路，包括第一IGBT S1、第二 IGBT S2、第三IGBT S3、第四IGBT S4、第一钳位二极管D1、第二钳位二极管D2、第一谐振电容Csl、第二谐振电容Cs2、第一直流支撑电容Cl、第二直流支撑电容C2、叠层母排(图中未示)、直流电源DCs以及续流电抗器L，其中:第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT同向串联，即:第一 IGBTSl的发射极连接第二 IGBT S2的集电极；第二 IGBT S2的发射极连接第三IGBT S3的集电极；第三IGBTS3的发射极连接第四IGBT S4的集电极；叠层母排的正端DC+分别连接第一 IGBT SI的集电极、第一直流支撑电容Cl的正极以及直流电源DCs的正极；叠层母排的负端DC-分别连接第四IGBT S4的发射极、第二直流支撑电容C2的负极以及直流电源DCs的负极；第一直流支撑电容Cl的负极连接第二直流支撑电容C2的正极；第一谐振电容Csl与第一直流支撑电容Cl并联；第二谐振电容Cs2与第二直流支撑电容C2并联；第一钳位二极管Dl的阴极连接第一 IGBT SI的发射极；第一钳位二极管Dl的阳极连接第二钳位二极管D2的阴极；第二钳位二极管D2的阳极连接第四IGBTS4的集电极；第一钳位二极管Dl和第二钳位二极管D2的相接端连接第一直流支撑电容Cl和第二直流支撑电容C2的相接端；续流电抗器L连接在第一 IGBT SI的集电极和第二 IGBT S2的发射极之间，或者连接在第二钳位二极管D2的阴极和第四IGBT S4的集电极之间；第一IGBT S1、第二 IGBT S2、第三 IGBT S3、第四 IGBT S4、第一钳位二极管 Dl 和第二钳位二极管D2组成单相三电平电路 ；叠层母排包括:正母排、负母排、零母排、交流母排、第一连接母排和第二连接母排，其中:正母排连接第一 IGBT SI的集电极和第一直流支撑电容Cl的正极；负母排连接第四IGBT S4的发射极和第二直流支撑电容C2的负极；零母排连接第一钳位二极管Dl的阳极和第二钳位二极管D2的阴极；交流母排连接第二 IGBT S2的发射极和第三IGBT S3的集电极；第一连接母排连接第一 IGBT SI的发射极和第一钳位二极管Dl的阴极；第二连接母排连接第四IGBT S4的集电极和第二钳位二极管D2的阳极；三电平变流器的换流回路包括第一换流回路、第二换流回路、第三换流回路和第四换流回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三电平变流器的换流回路杂感的测量电路，其特征在于，包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第一钳位二极管、第二钳位二极管、第一谐振电容、第二谐振电容、第一直流支撑电容、第二直流支撑电容、叠层母排、直流电源以及续流电抗器，其中：?所述第一IGBT的发射极连接所述第二IGBT的集电极；所述第二IGBT的发射极连接所述第三IGBT的集电极；所述第三IGBT的发射极连接所述第四IGBT的集电极；?所述叠层母排的正端分别连接所述第一IGBT的集电极、所述第一直流支撑电容的正极以及所述直流电源的正极；所述叠层母排的负端分别连接所述第四IGBT的发射极、所述第二直流支撑电容的负极以及所述直流电源的负极；?所述第一直流支撑电容的负极连接所述第二直流支撑电容的正极；?所述第一谐振电容与所述第一直流支撑电容并联；?所述第二谐振电容与所述第二直流支撑电容并联；?所述第一钳位二极管的阴极连接所述第一IGBT的发射极；所述第一钳位二极管的阳极连接所述第二钳位二极管的阴极；所述第二钳位二极管的阳极连接所述第四IGBT的集电极；?所述第一钳位二极管和第二钳位二极管的相接端连接所述第一直流支撑电容和第二直流支撑电容的相接端；?所述续流电抗器连接在所述第一IGBT的集电极和第二IGBT的发射极之间，或者连接在所述第二钳位二极管的阴极和所述第四IGBT的集电极之间；?所述叠层母排包括：正母排、负母排、零母排、交流母排、第一连接母排和第二连接母排，其中：?正母排连接第一IGBT的集电极和第一直流支撑电容的正极；?负母排连接第四IGBT的发射极和第二直流支撑电容的负极；?零母排连接第一钳位二极管的阳极和第二钳位二极管的阴极；?交流母排连接第二IGBT的发射极和第三IGBT的集电极；?第一连接母排连接第一IGBT的发射极和第一钳位二极管的阴极；?第二连接母排连接第四IGBT的集电极和第二钳位二极管的阳极;?所述三电平变流器的换流回路包括第一换流回路和第二换流回路，其中：?第一换流回路包括所述正母排、第一IGBT、第二IGBT、交流母排、第三IGBT、第二连接母排、第二钳位二极管、零母排和第一谐振电容；?第二换流回路包括第二谐振电容、零母排、第二钳位二极管、第二连接母排、第四IGBT和负母排。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鲁华，尹正兵，宋小亮，吴竞之，陈国栋，董祖毅，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：