[发明专利]级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置及方法

权利要求书

1.级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，包括电网移相变压单元、电网电压相位检测单元、主控制器及功率单元控制芯片，所述主控制器包括相连接的IGBT控制信号生成分配单元和IGBT控制信号指令传输单元；电网移相变压单元将电网电压根据一定的移相角度，变成多组幅值相等相位不同的低压电源；电网电压相位检测单元用于检测电网电压的实时相位和求取实时电网相位周期T；IGBT控制信号生成分配单元根据所检测的电网电压实时相位和功率单元的输入电压的相移关系，计算每个功率单元的IGBT控制信号；IGBT控制信号指令传输单元用于将主控制器生成的IGBT控制信号传输给功率单元控制芯片。

2.根据权利要求1所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述电网电压相位检测单元首先计算每一时刻的电网相位，然后将电网相位加上角度偏移量得出功率单元的输入电压相位角，其中角度偏移量与移相角相同，为60/N，N为功率单元级数；

所述IGBT控制信号生成分配单元根据电网电压相位检测单元所计算的功率单元输入电压相位角，控制相位脉冲，当相位角大于0且小于等于180度时，相位脉冲置1；当相位角大于180度时，相位脉冲置0；然后根据相位脉冲，在相位脉冲的上升沿开始计时，计时T/6ms将功率单元的上桥IGBT控制信号置1，计时T/2ms后将上桥IGBT控制信号置0；在相位脉冲的下降沿开始计时，计时T/6ms将功率单元的下桥IGBT控制信号置1，计时T/2ms后将下桥IGBT控制信号置0。

3.根据权利要求1所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述电网电压相位检测单元包括依次连接的电压互感器PT、信号处理板、CPU板和带通滤波器；电压互感器PT用于采样电网电压并将电网电压降低后所形成的二次电压信号送入信号处理板，经信号处理板调理后变成交流信号并送至CPU板，CPU板内置FPGA和PLL锁相环；CPU板内置FPGA对交流信号进行移相分配，产生M*3个相位脉冲，其中M为二次输出电压组数；然后经PLL锁相环计算每一时刻的电网相位，电网相位加上角度偏移量得出功率单元的输入电压相位角，其中角度偏移量与移相角相同，移相角为60/N，N为功率单元级数；CPU板内置FPGA对每两个相邻的交流信号零点进行计时，得出T0，并对T0进行判断，若T0小于19ms则抛弃，T0大于21ms则抛弃，然后进行带通滤波，求得实时电网相位周期T。

4.根据权利要求3所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述电压互感器PT设置在高压出线柜中。

5.根据权利要求3所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述二次输出电压组数M与功率单元级数N在数值上相同。

6.根据权利要求1所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述电网移相变压单元的一次侧采用星型接法，二次侧有18个输出绕组，每三个输出电压相位相同，6组相位分别为-25、-15、-5、5、15、25，移相角为60/N。

7.根据权利要求1所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述IGBT控制信号指令传输单元将IGBT控制信号经过处理作为串行数据的0到5位，经光纤下发至功率单元控制芯片。

8.根据权利要求1所述的级联式高压变频器的功率单元直流电压控制装置，其特征在于，所述功率单元直流电压控制装置还包括功率单元电流计算保护单元，用于测量计算功率单元的输入电流，并在过流时关断IGBT控制信号，将保护信息传输给主控制器。