[发明专利]一种混合十一电平高压变频器

摘要

本发明公开了一种混合十一电平高压变频器。该混合十一电平高压变频器包括移相变压器、功率单元、主控单元、信号检测单元和驱动单元；所述移相变压器和所述功率单元构成系统主电路；所述信号检测单元用于采样永磁同步电机转子的位置和定子电流；所述主控单元用于实现电流坐标变换、转速电流双闭环控制；所述驱动单元用于将DSP输出的PWM信号进行隔离放大、驱动功率开关管。本发明通过在主电路中每一相使用九个开关管，输出相电压能够达到十一电平，接近正弦波，比传统混合多电平的电平数要多；无功率倒灌现象，可靠性更高；容量大，可以工作在高压情况。本发明能够实现在高压下，对大功率永磁同步电机的变频控制。

主权项

1.一种混合十一电平高压变频器，其特征在于，所述混合十一电平高压变频器包括移相变压器、功率单元、主控单元、信号检测单元和驱动单元；所述移相变压器和所述功率单元构成系统主电路；所述信号检测单元用于采样永磁同步电机转子的位置和定子电流；所述主控单元用于实现电流坐标变换、转速电流双闭环控制；所述驱动单元用于将主控单元输出的PWM信号进行隔离放大、驱动功率开关管；混合十一电平高压变频器的每一相由一个低压功率单元与一个高压功率单元级联构成，采用星形连接，三相输出端接永磁同步电机；其中，所述低压功率单元由四个IGBT和1个储能电容C组成全桥；所述高压功率单元包括由4个IGCT构成全桥，1个IGCT和四个二极管组成双向开关，以及与4个IGCT构成的全桥相并联的2个串联的电容，其中，将方向相同的二极管俩俩串联，再与组成双向开关的IGCT并联，串联二极管的连接点作为双向开关的输入输出端口，双向开关输入输出端口中的一端和高压功率单元中的全桥的一个输出端相连并与低压功率单元的一个输出端相连，双向开关输入输出端口中的另一端与高压功率单元的两个电容串联构成的直流侧的电容连接点相连；所述高压功率单元中的两个电容电压相等，并且是低压功率单元电容电压的两倍；采用永磁同步电机零直轴电流(id＝0)矢量控制策略；将永磁同步电机的三相定子电流经过坐标变换，得到交直轴电流；通过设定励磁电流为零和给定转速，实现转速电流双闭环；采用载波层叠调制技术，共使用十路载波；与双向开关相连的半桥中上下两个IGCT不能和双向开关中的IGCT同时导通；所述十路载波的幅制相同、频率不同；各载波与调制波进行比较，得到一系列PWM信号；经过逻辑运算得到各功率单元的驱动波形，将开关频率低的驱动波形分配给高压功率单元，将开关频率高的驱动波形分配给低压功率单元；所述混合十一电平高压变频器的输出相电压为十一电平。