[发明专利]一种降低变流器输出电压变化率的电路及控制方法

说明书

本申请实施例公开了一种降低变流器输出dv/dt的电路及控制方法，其中，该电路包括至少一个单相桥结构，该单相桥结构包括时序交错的两相并联桥臂、相间变压器和控制器，两相并联桥臂包括并联连接的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂的中点通过相间变压器连接第二桥臂的中点；控制器用于根据变流器的母线电压、负载允许的dv/dt、该变流器与该负载之间的电缆的寄生参数以及负载的寄生参数，确定第一桥臂与第二桥臂间的开关时间差，并根据上位机下发的脉冲控制信号和该开关时间差，控制第一桥臂和第二桥臂的开关。该电路既能有效地降低变流器输出的dv/dt以及过电压，又能减少在此过程中额外产生的损耗。

技术领域

本申请涉及电力电子与电气传动技术领域，具体涉及一种降低变流器输出电压变化率的电路及控制方法。

背景技术

在实际应用中，为了实现高开关频率和低损耗，部署在变流器中的开关器件(如IGBT器件、SiC器件等)普遍具有较高的电压变化率(Delta Voltage Delta Time，dv/dt)，因此通常会导致变流器输出的dv/dt过高，通过电缆后因线缆反射会进一步导致负载侧存在更高的dv/dt和过电压，这对于负载的绝缘以及长期运行可靠性会产生很大的影响。

针对上述技术问题，目前已有的实现方式普遍采用基于电感电容电阻(Inductorand Capacitor and Resistor，LCR)的滤波器结构来解决，不同的实现方式在对共模和差模电压处理方面可能存在一些差异，因而不同的实现方式实际采用的电路结构可能存在细微的差别，但是就对变流器输出的dv/dt进行控制而言，目前已有的实现方式均是基于LCR滤波器结构实现的。

然而，经本申请发明人研究发现，在实际应用中采用上述实现方式降低变流器输出的dv/dt，必须通过阻尼元件使得LCR滤波器工作在临界阻尼状态附近，每一次电压变化，阻尼元件都会相应地消耗能量，因此存在较高的阻尼损耗。此外，滤波电感本身存在的基波电流、变流器输出的谐波电流和LCR滤波器的谐振电流都会引起电感磁芯损耗，可见，LCR滤波器中的滤波电感本身也存在较大的损耗。

发明内容

本申请实施例提供了一种降低变流器输出电压变化率的电路及控制方法，既能有效地降低变流器输出的dv/dt以及过电压，又能够减少在此过程中额外产生的损耗。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种降低变流器输出电压变化率的电路，所述电路包括至少一个单相桥结构，所述单相桥结构包括：时序交错的两相并联桥臂、相间变压器和控制器；

所述两相并联桥臂包括并联连接的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的中点通过所述相间变压器连接所述第二桥臂的中点；

所述控制器，用于根据变流器的母线电压、负载允许的电压变化率、所述变流器与所述负载间的电缆的寄生参数以及所述负载的寄生参数，确定开关时间差；并根据上位机下发的脉冲控制信号和所述开关时间差，控制所述第一桥臂和所述第二桥臂的开关。

本申请第二方面提供了一种控制方法，所述方法应用于控制器，所述控制器用于控制第一方面所述电路的单相桥结构中的两相并联桥臂的开关；所述方法包括：

根据变流器的母线电压、负载允许的电压变化率、所述变流器与所述负载间的电缆的寄生参数，确定开关时间差；

根据上位机下发的脉冲控制信号和所述开关时间差，控制所述两相并联桥臂中第一桥臂和第二桥臂的开关。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：