[发明专利]一种多电平逆变器的箝位调制方法、装置及逆变器

说明书

本发明公开一种多电平逆变器的箝位调制方法、装置及逆变器，在逆变器的输出电压过零点时对逆变器中开关元件进行控制，有源箝位多电平逆变器每个逆变桥臂的开关元件包括：内管、外管和箝位管，内管和外管串联后连接在正母线和负母线之间，箝位管连接在内管和外管的公共端与母线之间；内管为低频开关元件，外管和箝位管为高频开关元件；方法包括：检测有源箝位多电平逆变器桥臂的输出电压是否发生过零点；如果是则在输出电压过零点后的预定时间段内控制对应箝位管一直导通，或，在输出电压过零点后的预定时间段内控制两个箝位管均一直导通。将各个开关元件上的电压箝位在安全范围内，解决输出电压过零切换时低频开关元件因电压应力过高而损毁。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种多电平逆变器的箝位调制方法、装置及逆变器。

背景技术

有源中点钳位(ANPC，Active Neutral Point Clamp)三电平逆变器可以采用正弦脉冲宽度调制(SPWM，Sinusoidal Pulse Width Modulation)产生开关元件的驱动信号，驱动信号控制开关元件的开通和关断可在输出端Vout产生“正”、“负”和“零”三种电平的电压，因此称为三电平逆变器。

下面说明ANPC三电平逆变器正常工作时的工作原理。

ANPC中的部分开关元件以很高的频率进行开关动作，将该部分开关元件称作高频开关元件。

ANPC中的剩余开关元件根据正弦调制波的状态进行开关动作，即工作频率为工频，因此将这部分开关元件称作工频开关元件。

相应的高频开关元件之间一般都设有第一死区时间(tdt1)，低频开关元件之间也设有第二死区时间(tdt2)，且tdt1tdt2。

但是，当ANPC输出电压Vout处于过零点，低频开关元件处于状态切换的死区时间，此时高频开关元件先开通(tdt1tdt2)，则可能将整个母线电压施加在某一低频开关元件上，由于母线电压超过低频开关元件耐压，从而造成该低频开关元件损毁。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种多电平逆变器的箝位调制方法，能够有效将各个开关元件上的电压箝位在安全范围内，解决了在输出电压过零切换时低频开关元件因电压应力过高而损毁问题。

第一方面，提供一种多电平逆变器的控制方法，在有源箝位多电平逆变器的输出电压过零点时对逆变器中开关元件进行控制，所述有源箝位多电平逆变器每个逆变桥臂的开关元件包括：内管、外管和箝位管，所述内管和外管串联后连接在正母线和负母线之间，所述箝位管连接在内管和外管的公共端与母线之间；其中所述内管为低频开关元件，所述外管和箝位管为高频开关元件；

该方法包括：

检测所述有源箝位多电平逆变器桥臂的输出电压是否发生过零点；

如果是，则在所述输出电压过零点后的预定时间段内控制对应箝位管一直导通，或，则在所述输出电压过零点后的预定时间段内控制两个箝位管均一直导通。

由于输出电压过零点时，对应低频开关元件处于死区时间，此时将对应的箝位管导通，则将低频开关元件承受的电压通过导通的箝位管强制箝位到母线电压的一半，由于箝位管连接的是中性点(即母线电压的中点)，因此，中性点的电压是整个母线电压的一半，可以解决此时如果高频开关元件导通使某一低频开关元件承受整个母线电压的问题。

在第一方面第一种可能的实施方式中，当所述输出电压过零点为由正半周到达过零点时，则在所述输出电压过零点后的预定时间段内控制对应箝位管一直导通，具体为：

在所述输出电压过零点后的预定时间段内控制下半桥箝位管一直导通。