[发明专利]三电平变流器的换流回路杂感的测量电路及其测量方法

说明书

技术领域

本发明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及其测量方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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及其测量方法，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：

本发明之一的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。

本发明之二的基于本发明之一所述测量电路的三电平变流器的换流回路杂感的测量方法，包括下列步骤：

对第一换流回路进行测试：