一種新型的三相三電平逆變器
通過仔細分析可見,新型三電平逆變電路規(guī)律②,③與二極管箝位型三電平逆變電路規(guī)律②等效。表2為新型三電平電路a相開關狀態(tài)。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/175742.htm
4 兩種電路對比
若選用相同的功率開關器件和二極管,新型三電平逆變電路成本較低,且結構簡單。而且,二極管箝位型三電平逆變電路存在固有缺點,即同一橋臂上的功率開關器件損耗分布不平均,在P狀態(tài)時,Va1,Va2同時導通;在O狀態(tài)時,Va2,Va3同時給觸發(fā)信號,在同一時刻僅有一個功率器件導通;在N狀態(tài)時,Va3,Va4同時導通,故Va2和Va3的損耗比Va1和Va2高,這給散熱器設計造成一定困難。而新型三電平逆變電路在P狀態(tài)時,Va1導通;在O狀態(tài)時,Va2和Va3同時給觸發(fā)信號,在同一時刻只有一個功率器件導通;在N狀態(tài)時,Va4導通。故該新型三電平逆變電路能平衡所有器件的損耗。
對比表1,2可見,二極管箝位型三電平逆變電路調(diào)制方法完全適用于該新型三電平逆變電路,從而避免了新算法的開發(fā)。
5 驅動電路設計比較
5.1 二極管箝位型三相三電平逆變器驅動電路
實驗樣機中采用IR2110自舉式驅動芯片。該芯片采用自舉工作方式,只需一個電源即可驅動兩個功率開關管,且價格便宜。二極管箝位型三相三電平逆變器a相橋臂驅動電路中,Va2無法穩(wěn)定自舉,故采用電源供電方式。由圖1可知,在該結構中,只有Va4,Vb4,Vc4共地,Va1,Vb1,Vc1能自舉,故該電路共需7對電源為驅動電路供電。
5.2 新型三相三電平逆變器驅動電路
新型三相三電平逆變器a相橋臂驅動電路中,Va3,Vb3,Vc3共地,Va4,Vb4,Vc4共地。而Va1與Va2,Vb1與Vb2,Vc1與Vc2分別共用一個驅動地,Va1,Vb1,Vc1能自舉,Va2,Vb2和Vc2也能自舉。故該電路只需2對電源為驅動電路供電,相對于二極管箝位型三相三電平逆變器,驅動電源數(shù)量大大減少。在工程實踐中有重要意義。不僅降低了電路設計難度,且減少了成本,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
6 實驗
研發(fā)了二極管箝位型和新型三相三電平逆變器裝置。功率開關管為IRF840,直流側電壓110 V,分壓電容1 500μF,采用6N137和IR2110光耦隔離驅動,控制器為TMS320F2812。采用傳統(tǒng)三電平空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法。圖3a為a相橋臂驅動波形,由于新型三電平逆變器采用傳統(tǒng)三電平SVPWM算法,故其驅動波形與二極管箝位型三電平逆變器相同。圖3b為兩種逆變器空載時的線電壓波形。實驗結果表明,新型三電平逆變器能很好地完成逆變,且調(diào)制算法兼容傳統(tǒng)三電平SVPWM算法,從而避免了新算法的開發(fā)。
7 結論
提出的新型逆變電路結構簡單,能平衡各功率器件間的損耗,且驅動電路設計簡單,成本大大降低。實驗表明,傳統(tǒng)三電平調(diào)制算法也完全適用于該電路,避免了新算法的開發(fā),可見該新型電路優(yōu)于傳統(tǒng)二極管箝位型三電平電路,且方便應用。
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