[实用新型]一种多电平变换器死区零电流钳位补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气工程变流控制的电流钳位补偿装置，特别是一种多电平变换器死区零电流钳位补偿装置。

背景技术

在三相电压型变换器中，每相均由两个或多个功率器件串联而成，由于器件开关时间                                               和的存在，使得在进行输出电平转换时需设置死区时间，即遵循“先关后开”原则，以确保功率器件的安全换流。但死区的存在使得负载端电压的波形和指令电压的波形之间产生畸变，输出基波含量减小，谐波及转矩脉动增大，尤其在低速区运行的变频调速系统受死区效应的影响更加显著。

通常采用的死区补偿策略为将死区时间对应的电压量根据电流方向的不同和参考调制波进行综合，从而消除死区的影响。

由于死区时间相对较短，在单个死区中的零电流效应并不会对实际运行效果产生非常显著的影响，但随着死区过程的结束， 如果新的开关过程并没有使电流显著增长，这在低频低速时较为明显，则随着下一个死区续流过程的到来，电流仍然被钳位到0，由此产生零电流钳位现象，电流在几个甚至几十个载波周期在零电流附近振荡，使得负载电流发生较大畸变，严重影响低速性能。

则如果发生零电流钳位现象，滞环输出的负载电流极性始终保持不变，死区补偿电压则加在原来的方向上，更进一步加剧了零电流钳位现象。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种多电平变换器死区零电流钳位补偿装置，解决发生零电流钳位现象时，滞环输出的负载电流极性始终保持不变，死区补偿电压则加在原来的方向上，更进一步加剧了零电流钳位现象的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：该控制装置的变频驱动电机的功率接口与多电平功率变换器相连接，功率变换器通过三相电源开关连接至三相交流电源；在变频驱动电机和多电平功率变换器之间的导线上连接有电流传感器，电流传感器的输出端顺序通过电流极性检测环节和三相补偿电压生成环节与3s/2r变换模块的输出端连接，3s/2r变换模块的输出端同时与峰值检测环节连接；峰值检测环节通过系统控制器与多电平功率变换器连接；峰值检测环节和指令电流定向环节的控制输出端均与3s/2r变换模块连接。

有益效果：利用电流传感器检测变频驱动电机三相电流方向，生成原始的三相死区补偿电压，将三相死区补偿电压以指令电流定向角进行3s/2r变换，在轴得到出接近于零的三倍频脉动分量，而在轴上则出现三倍频锯齿波（峰值为）当出现零电平钳位现象时，轴分量会显著下移而超越负峰值点，此时将三相电流中最接近于零的一相的死区补偿电压极性翻转即可有效的消除零电流钳位现象。解决了发生零电流钳位现象时，滞环输出的负载电流极性始终保持不变，死区补偿电压则加在原来的方向上，更进一步加剧了零电流钳位现象的问题，达到了本实用新型的目的。

优点：电流钳位补偿装置易于实现，补偿效果良好，检测零电流钳位现象准确及时，对电流传感器精度无特殊要求，存在量测噪声时仍能良好工作，实际运行电流畸变率低，转矩脉动小，提高了系统的控制精度。

附图说明

图1为本实用新型多电平变换器死区零电流钳位补偿系统图。

图中：1、三相交流电源；2、三相电源开关；3、多电平功率变换器；4、电流传感器；5、电流极性检测环节；6、三相补偿电压生成环节；7、3s/2r变换模块；8、指令电流定向环节；9、峰值检测环节；10、系统控制器；11、变频驱动电机。

具体实施方式

实施例1：该控制装置的变频驱动电机11的功率接口与多电平功率变换器3相连接，功率变换器3通过三相电源开关2连接至三相交流电源1；在变频驱动电机11和多电平功率变换器3之间的导线上连接有电流传感器4，电流传感器4的输出端顺序通过电流极性检测环节5和三相补偿电压生成环节6与3s/2r变换模块7的输出端连接，3s/2r变换模块7的输出端同时与峰值检测环节9连接；峰值检测环节9通过系统控制器10与多电平功率变换器3连接；峰值检测环节9和指令电流定向环节8的控制输出端均与3s/2r变换模块7连接。