单元串联型高压大功率逆变器脉宽控制原理设计

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1、单元串联型高压大功率逆变器脉宽控制原理设计：单元串联型高压大功率逆变器脉宽控制原理器件承受的最高电压为功率单元的直流母线电压，可直接使用低压功率器件，器件不必串联，不存在器件均压问题。功率单元采用低压IGBT功率模块，驱动电路简单，技术成熟可靠，只要改变每相功率单元的串联个数或每个功率单元的耐压等级，就可叠加成不同等级的高压输出。　　关键词：单元串联；叠加；高压　　：TP391：A：1009-3044(2011)11-2703-03　　PControlDesignPrinciplefortheHighVoltageInvertun

2、ications,Xi'an710121,China)　　Abstract:Themaximumvoltage,involtage-sharingofeachdevice.Thelooduleisadoptedinthepopledrivecircuit,matureandreliabletechnology.Itcanbesuperposedtoahigh-voltageoutputofdifferentgradesbychangingtheamountsofdevicecascadedintoeachpo为最大值。　　图4给出

3、了N=3时A相功率单元采样时序。从图4中可以看出，在第一个MTS（M=0，1，2….N）开始时刻，对A1（B1，C1）单元进行采样，在第二个MTS（M=0，1，2….N）开始时刻，对A2（B2，C2）单元进行采样，依次类推，在第N+1个MTS（M=0，1，2….N）开始时刻，对A1（B1，C1）单元进行采样，如此循环下去。为了准确的找到MTS开始时刻，计算机处理时可以采用中断方式对该点进行定位。也为了使波形严格对称，减小误差积累，有意将某相相邻两个功率单元采样时间设为2TS，而从图4可看出，每个SP波形的中点正好在每个功率单元开始

4、采样后的NTS时刻，为此不计算T输出为0，即：　　按照T原理如图5所示。　　在图5中A点，T产生机理相同，由于B相瞬时电压滞后A相120°，C相瞬时电压滞后A相240°，故同一相上（如A1，B1，C1或A3、B3、C3）SP波自动互差120°。　　通过式（3）和图4可以看出，在一个采样时间T内，即完成了对N个功率单元的连续采样。对于变频器SP规则采样法来说，每一个采样时间对应一个脉冲。相邻两个脉冲之间相隔的时间是一个采样时间。但是对于6个单元串联的变频器来说，一个采样时间T（T=N2TS，N=6）平均分配在6个单元。每2TS时间产

5、生一个脉冲。这样每个采样时间产生6个脉冲。每个脉冲对应一个单元。其分配关系如图6所示。　　这是三相变频器中一相的脉冲分配关系，其它两相的分配关系是一样的。如果用时间电角度θ来描述一相中相邻两个单元脉冲之间相隔的采样时间2TS的话，有。此式的推导过程如下：　　在本系统中是由一片20MHz的晶振来提供时钟信号。把其16分频作为产生SP时钟信号的最小单位，频率为1.25MHz，所以它的单位周期为：　　设f实为电动机电源频率，1?筑f实为周期时间，每个周期转过的角度为360°。那么某相相邻两个单元的时间间隔2TS的时间为2TS×0.8×1

6、0-6，对应转过的角度为Δθ。于是有：　　两者对应成比例，有：　　采用标么值计算，取50Hz为频率基准值，设　　则　　把代入f实有：　　此时Ux的三相表达式分别为：　　而式（4）就变为式（5）：　　(5)　　3结论　　另外，在电力系统中，电X电压经常有波动。为了克服电X电压的波动，维持在电X电压波动情况下变频器输出电压的恒定，根据式（3），做了一个理想情况下的余弦表。余弦表中每隔0.1度对应一个余弦值，以满足脉宽计算的精度。所谓理想情况是指假设电X电压Ue一直是6000V恒定值。电X电压Ue恒定，最大值Um也就恒定。这样，在式（3

7、）中Ux•T的乘积始终恒定。当电X电压Ue波动时，如Ue升高时，脉宽值T].北京:机械工业出版社,1998.　　[2]韩安荣.通用变频器及其应用[M].2版.北京:机械工业出版社,2000.　　[3]陈伯时,陈敏逊.交流调速系统[M].北京:机械工业出版社,1999.　　[4]李兴宇.单元串联多电平高压大功率变频器研究[J].大功率变流技术,2010(3).　　[5]王学勤.变频技术及其应用[J].电工技术,2000(8).　　[6]竺伟,陈伯时.高压变频调速技术[J].电工技术杂志,1999(5).　　[7]刘雨棣.

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