有源中點鉗位型逆變器及其過零切換方法和過零切換裝置制造方法及圖紙

本申請公開了ANPC型逆變器及其過零切換方法和過零切換裝置，所述方法包括：在ANPC型逆變器任一橋臂輸出電壓指令發生過零切換時，控制本橋臂上各開關器件的開關狀態按照預先設定的邏輯進行變化，以避免本橋臂上開關器件過壓；其中，定義ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換前、后，本橋臂上各開關器件的開關狀態組合分別為初級、末級開關狀態組合，則所述預先設定的邏輯包括：從初級開關狀態組合過渡到末級開關狀態組合，需要經歷多級開關狀態組合的切換，第二級至倒數第二級開關狀態組合屬于預先選出的安全開關狀態組合；所述安全開關狀態組合是指本橋臂上各開關器件最大承受電壓被鉗位在安全范圍值的開關狀態組合。

Active point clamped type inverter and zero crossing switching method and zero crossing switching device thereof

The invention discloses a ANPC type inverter and zero crossing switching method and zero crossing switching device, the method includes: zero crossing switching in ANPC inverter bridge arm any output voltage command, control of the bridge arm each switching state according to the preset logic for change, in order to avoid the bridge arm the switch device in which the output voltage command voltage; definition ANPC inverter any bridge arm zero switching occurred before and after the bridge arm switch state combination of the switch devices are the primary and final switch state combination, the preset logic includes: from the primary switch state combination transition to combination the final switch state, need to experience the handover multistage switch state combination, grade second to grade second last switch state combination belongs to the safety switch state combination pre selected; an The full switch state combination means the maximum voltage of the switches on the bridge arm is assembled by the switching state of the clamp in the safe range value.

【技術實現步驟摘要】
有源中點鉗位型逆變器及其過零切換方法和過零切換裝置
本專利技術涉及電力電子
，更具體地說，涉及有源中點鉗位型逆變器及其過零切換方法和過零切換裝置。
技術介紹
ANPC(ActiveNeutralPointClamed，有源中點鉗位)型逆變器相比傳統的NPC(NeutralPointClamed，二極管中點鉗位)型逆變器，使用可控的開關器件代替鉗位二極管，使得系統控制自由度更大，可實現更多的控制目標。圖1示出了一種ANPC型三電平逆變器單個橋臂的拓撲結構，包括開關器件T1-T6，T1、T2、T5分別為上半橋臂的外管、內管和鉗位管，T4、T3、T6分別為下半橋臂的外管、內管和鉗位管。為了使本橋臂輸出-uDC/2、0和uDC/2(uDC為直流母線電壓)三種電平，現有技術提供了一種采用兩內管工作在高頻狀態，兩外管及兩鉗位管工作在工頻狀態的調制策略。作為示例，圖2給出了該調制策略下各開關器件的驅動信號波形(忽略死區)，其中表示本橋臂輸出電壓指令，M2_gT1-M2_gT6分別表示一個工頻周期內T1-T6的驅動信號波形。該調制策略下能夠保證各開關器件在本橋臂輸出電壓正、負半周期內的最大承受電壓為uDC/2，但在發生過零切換時，本橋臂中至少有4個開關器件的開關狀態需要同時改變(參見t0時刻)，理想情況是這些開關器件的開關動作能夠在同一時刻完成，此時T1-T6最大承受電壓仍為uDC/2。但實際上，這些開關器件的開關動作總是存在先后順序的，這將導致個別開關器件有過壓風險。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了ANPC型逆變器及其過零切換方法和過零切換裝置，以避免在ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換時，本橋臂上的開關器件出現過壓現象。一種有源中點鉗位型逆變器過零切換方法，包括：獲取有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令；判斷所述輸出電壓指令是否發生過零切換；當所述輸出電壓指令發生過零切換時，控制本橋臂上各開關器件的開關狀態按照預先設定的邏輯進行變化；具體的，定義有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換前、后，本橋臂上各開關器件的開關狀態組合分別為初級開關狀態組合和末級開關狀態組合，則所述預先設定的邏輯包括：從所述初級開關狀態組合過渡到所述末級開關狀態組合，需要經歷多級開關狀態組合的切換，其中第二級至倒數第二級開關狀態組合屬于預先從本橋臂上各開關器件的全部開關狀態組合中選出的安全開關狀態組合；所述安全開關狀態組合是指本橋臂上各開關器件最大承受電壓被鉗位在安全范圍值的開關狀態組合。其中，當所述有源中點鉗位型逆變器過零切換方法應用于有源中點鉗位型三電平逆變器時，所述安全范圍值為1/2倍的直流母線電壓。其中，所述安全開關狀態組合，包括：本橋臂上至少有一個鉗位管開通的開關狀態組合，以及本橋臂上僅兩個內管開通的開關狀態組合。其中，所述經歷多級開關狀態組合的切換，包括：關斷前一級開關狀態組合中的一個處于開通狀態的開關器件，或者開通后一級開關狀態組合中的一個處于開通狀態的開關器件。一種有源中點鉗位型逆變器過零切換裝置，包括：獲取單元，用于獲取有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令；判斷單元，用于判斷所述輸出電壓指令是否發生過零切換；切換控制單元，用于在所述判斷單元判斷得到所述輸出電壓指令發生過零切換時，控制本橋臂上各開關器件的開關狀態按照預先設定的邏輯進行變化；具體的，定義有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換前、后，本橋臂上各開關器件的開關狀態組合分別為初級開關狀態組合和末級開關狀態組合，則所述預先設定的邏輯包括：從所述初級開關狀態組合過渡到所述末級開關狀態組合，需要經歷多級開關狀態組合的切換，其中第二級至倒數第二級開關狀態組合屬于預先從本橋臂上各開關器件的全部開關狀態組合中選出的安全開關狀態組合；所述安全開關狀態組合是指本橋臂上各開關器件最大承受電壓被鉗位在安全范圍值的開關狀態組合。其中，當所述有源中點鉗位型逆變器過零切換裝置應用于有源中點鉗位型三電平逆變器時，所述安全范圍值為1/2倍的直流母線電壓。其中，所述安全開關狀態組合，包括：本橋臂上至少有一個鉗位管開通的開關狀態組合，以及本橋臂上僅兩個內管開通的開關狀態組合。其中，所述經歷多級開關狀態組合的切換，包括：關斷前一級開關狀態組合中的一個處于開通狀態的開關器件，或者開通后一級開關狀態組合中的一個處于開通狀態的開關器件。一種有源中點鉗位型逆變器，包括如上述公開的任一種有源中點鉗位型逆變器過零切換裝置。其中，所述有源中點鉗位型逆變器為有源中點鉗位型三電平逆變器或有源中點鉗位型五電平逆變器。從上述的技術方案可以看出，本專利技術在ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換時，要求本橋臂上各開關器件切換開關狀態的先后順序不再是隨機的，而是按照預先設定的邏輯進行的，在所述預先設定的邏輯中，本橋臂上各開關器件在任一時刻下的開關狀態組合都要滿足本橋臂上各開關器件最大承受電壓始終被鉗位在安全范圍值，從而避免了過零切換時本橋臂上的開關器件出現過壓現象。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術公開的一種ANPC型三電平逆變器單個橋臂的拓撲結構示意圖；圖2為現有技術公開的一種各開關器件的驅動信號波形示意圖；圖3為本專利技術實施例公開的一種ANPC型逆變器過零切換方法流程圖；圖4為本專利技術實施例公開的一種各工頻開關器件的驅動信號波形示意圖；圖5為本專利技術實施例公開的一種ANPC型逆變器過零切換裝置結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。參見圖3，本專利技術實施例公開了一種ANPC型逆變器過零切換方法，以避免在ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換時，本橋臂上的開關器件出現過壓現象，包括：步驟S01：獲取ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令；步驟S02：判斷所述輸出電壓指令是否發生過零切換；當所述輸出電壓指令發生過零切換時，進入步驟S03；反之返回步驟S01；步驟S03：控制本橋臂上各開關器件的開關狀態按照預先設定的邏輯進行變化；為便于描述，定義ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換前、后，本橋臂上各開關器件的開關狀態組合分別為初級開關狀態組合和末級開關狀態組合，則所述預先設定的邏輯包括：從所述初級開關狀態組合過渡到所述末級開關狀態組合，需要經歷多級開關狀態組合的切換，其中第二級至倒數第二級開關狀態組合屬于預先從本橋臂上各開關器件的全部開關狀態組合中選出的安全開關狀態組合；所述安全開關狀態組合是指本橋臂上各開關器件最大承受電壓被鉗位在安全范圍值的開關狀態組合。由上述描述可知，本實施例在ANPC型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換時，要求本橋臂上各本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有源中點鉗位型逆變器過零切換方法，其特征在于，包括：獲取有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令；判斷所述輸出電壓指令是否發生過零切換；當所述輸出電壓指令發生過零切換時，控制本橋臂上各開關器件的開關狀態按照預先設定的邏輯進行變化；具體的，定義有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換前、后，本橋臂上各開關器件的開關狀態組合分別為初級開關狀態組合和末級開關狀態組合，則所述預先設定的邏輯包括：從所述初級開關狀態組合過渡到所述末級開關狀態組合，需要經歷多級開關狀態組合的切換，其中第二級至倒數第二級開關狀態組合屬于預先從本橋臂上各開關器件的全部開關狀態組合中選出的安全開關狀態組合；所述安全開關狀態組合是指本橋臂上各開關器件最大承受電壓被鉗位在安全范圍值的開關狀態組合。

【技術特征摘要】
1.一種有源中點鉗位型逆變器過零切換方法，其特征在于，包括：獲取有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令；判斷所述輸出電壓指令是否發生過零切換；當所述輸出電壓指令發生過零切換時，控制本橋臂上各開關器件的開關狀態按照預先設定的邏輯進行變化；具體的，定義有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令發生過零切換前、后，本橋臂上各開關器件的開關狀態組合分別為初級開關狀態組合和末級開關狀態組合，則所述預先設定的邏輯包括：從所述初級開關狀態組合過渡到所述末級開關狀態組合，需要經歷多級開關狀態組合的切換，其中第二級至倒數第二級開關狀態組合屬于預先從本橋臂上各開關器件的全部開關狀態組合中選出的安全開關狀態組合；所述安全開關狀態組合是指本橋臂上各開關器件最大承受電壓被鉗位在安全范圍值的開關狀態組合。2.根據權利要求1所述的有源中點鉗位型逆變器過零切換方法，其特征在于，當所述有源中點鉗位型逆變器過零切換方法應用于有源中點鉗位型三電平逆變器時，所述安全范圍值為1/2倍的直流母線電壓。3.根據權利要求2所述的有源中點鉗位型逆變器過零切換方法，其特征在于，所述安全開關狀態組合，包括：本橋臂上至少有一個鉗位管開通的開關狀態組合，以及本橋臂上僅兩個內管開通的開關狀態組合。4.根據權利要求1所述的有源中點鉗位型逆變器過零切換方法，其特征在于，所述經歷多級開關狀態組合的切換，包括：關斷前一級開關狀態組合中的一個處于開通狀態的開關器件，或者開通后一級開關狀態組合中的一個處于開通狀態的開關器件。5.一種有源中點鉗位型逆變器過零切換裝置，其特征在于，包括：獲取單元，用于獲取有源中點鉗位型逆變器任一橋臂的輸出電壓指令；判斷單元，用于判斷所述輸出電壓指令是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：莊加才，崔雨晴，趙德勇，羅曉暉，張朝宣，徐君，顧亦磊，王新宇，
申請(專利權)人：陽光電源股份有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34