[发明专利]一种三电平变流器功率单元双脉冲测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三电平变流器功率单元双脉冲测试方法，属于新能源发电技术领域。

背景技术

随着变流器容量越来越大，电压等级越来越高，二极管中点嵌位型（NPC）三电平电路以其优越的性能在工业传动、机车牵引等场合获得了广泛的应用。在NPC型三电平变流器的研制过程中，需要对电路的器件换流情况、吸收回路吸收效果、短路保护性能等进行测试，以便掌握变流器的工作性能。对于传统两电平拓扑变流器来说，通过双脉冲试验可以很好的测试器件的开关特性、过电压吸收情况、驱动保护性能等，双脉冲测试已成为两电平拓扑变流器设计中必须做的一个试验项目。但传统的两电平变流器双脉冲测试方法不适用于三电平变流器，很多学者也对三电平变流器的换流特性和吸收电路等测试进行了研究，主要是通过系统级的试验进行连续测试获得三电平拓扑电路的工作情况，测试方法复杂，针对性不强，对一些深层次的设计缺陷难以发现，并且在设计不合理的情况下存在烧毁电路的风险。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三电平变流器功率单元双脉冲测试方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种三电平变流器功率单元双脉冲测试方法，三电平变流器功率单元包括上桥臂直流源、下桥臂直流源、第一支撑电容、第二支撑电容、第一放电电阻、第二放电电阻、箝位电阻、第一吸收电容、第二吸收电容、第一放电接触器、第二放电接触器、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT，所述三电平变流器包括八种电平变换，所述八种电平变换为，第一种，电流从桥臂流向负载，电平从0变换成+1；第二种，电流从桥臂流向负载，电平从+1变换成0；第三种，电流从桥臂流向负载，电平从0变换成-1；第四种，电流从桥臂流向负载，电平从-1变换成0；第五种，电流从负载流向桥臂，电平从0变换成+1；第六种，电流从负载流向桥臂，电平从+1变换成0；第七种，电流从负载流向桥臂，电平从0变换成-1；第八种，电流从负载流向桥臂，电平从-1变换成0；定义第一种和第二种电平变换为第一类电平变换；所述第一类电平变化的测试方法如下，三电平变流器功率单元中的下桥臂直流源断开，第二IGBT保持开通，第一IGBT输入双脉冲信号，第三IGBT和第四IGBT关断；通过第一IGBT的开通和关断实现0和+1之间的电平转换；定义第三种和第四种电平变换为第二类电平变换；所述第二类电平变化的测试方法如下，三电平变流器功率单元中的上桥臂直流源断开，第二IGBT输入双脉冲信号，第一IGBT、第三IGBT和第四IGBT关断；通过第二IGBT的开通和关断实现0和-1之间的电平转换；定义第五种和第六种电平变换为第三类电平变换；所述第三类电平变化的测试方法如下，三电平变流器功率单元中的下桥臂直流源断开，第三IGBT输入双脉冲信号，第一IGBT、第二IGBT和第四IGBT关断；通过第三IGBT的开通和关断实现0和+1之间的电平转换；定义第七种和第八种电平变换为第四类电平变换；所述第四类电平变化的测试方法如下，三电平变流器功率单元中的上桥臂直流源断开，第三IGBT保持开通，第四IGBT输入双脉冲信号，第一IGBT和第二IGBT关断；通过第四IGBT的开通和关断实现0和-1之间的电平转换。

本发明所达到的有益效果：本发明基于传统两电平拓扑变流器双脉冲测试的思想，将三电平变流器功率单元的上下桥臂进行合理的分解，可以对三电平变流器功率单元的各种换流工况、器件开关时间、吸收电路过电压吸收效果以及驱动短路保护进行全面的测试，为三电平变流器的研制提供了一种简单有效的测试方法。

附图说明

图1为现有三电平变流器功率单元的电路图。

图2为+1电平电流路径。

图3为0电平电流路径。

图4为-1电平电流路径。

图5为第一类测试电路。

图6为第一类测试电路的测试脉冲。

图7为第二类测试电路。

图8为第二类测试电路的测试脉冲。

图9为第三类测试电路。

图10为第三类测试电路的测试脉冲。

图11为第四类测试电路。

图12为第四类测试电路的测试脉冲。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。