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输出电压、电流及龙8国际电机脉冲示意

电路的输出电压和输出电流的方向相同,输出电压为正,输出电流为正。电路在模态a和模态b两种工作模态下切换。当电路工作在模态a时,驱动脉冲为正,T2和T3的驱动驱动脉冲为负。因开关管T4因承受反向的电压,故不导通;此时电路的输出电流为正,电流流经开关器件I,逆变器输出电压为正电平。

 

当电路从模态a换流到模态b时,T4的驱动脉冲持续为正,T2持续为负,乃的驱动脉冲由正变为负,T3的驱动脉冲由负变为正。此时T4承受正向电压导通,但开关管T3承受反向电压,不导通。逆变器输出电流为正,电流流经开关器件T4,逆变器输出电压为零电平。

图1:冲示意图(下半周期)

冲示意图(下半周期)

输出电压和输出电流的方向相同,输出电压为负,输出电流为负。电流工作在模态g和模态h两种模态下切换。当电路工作在模态g时,T2和T3的驱动脉冲为正。因开关管T3因承受反向的电压,故不导通;此时电路的输出电流为负,电流流经开关器件T2,逆变器输出电压为负电平。

 

当电路从模态g换流到模态h时,驱动脉冲持续为负,t3持续为正,t2的驱动脉冲由正变为负,t4的驱动脉冲由负变为正。此时t4承受正向电压导通,但开关管t3承受反向电压,不导通。东莞龙8国际电机逆变器输出电流为负,电流流经开关器件t4,逆变器输出电压为零电平。

 

T型三电平逆变电路中主要功率器件有IGBT、RB~IGBT,以及IGBT的反并联续流二极管,在逆变器工作过程中,这些功率器件会产生相应的损耗,影响逆变器的效率。功率器件的损耗主要分为导通损耗和开关损耗。本节将分两小节详细计算T型三电平逆变电路中的损耗。

 

由于本电路中三相逆变电路对称工作,假设负载为纯阻性负载,以单相电路为例来分析RB*IGBT组成的T型三电平逆变电路中开关器件的损耗,控制方式为载波同相SPWM控制。

 

总的开关损耗是电路中功率器件的开通及关断过程中所产生的能量总和;平均开关损耗是由电路中开关器件在单个脉冲序列的时间内开通、关断所产生的能量之和与SPWM控制的开关频率相乘后得到。所以在SPWM调制方式下,一个基波周期内,上半周期与下半周期的开关损耗是对称的,所以总的开关损耗等于半个周期内各开关损耗的总和的二倍,且各器件只导通半个基波周期。

 

因开环的SPWM控制具有开关频率稳定、优化的开关模式等优点,采用正弦脉宽调制方式控制T型三电平三相逆变电路。图2为T型三电平三相逆变电路的原理图。

图2:三相T型三电平逆变电路原理图

三相T型三电平逆变电路原理图

由于在T型三电平三相逆变电路控制中,单相逆变电路需要控制的电力电子器件为4个,所以采用两组三角载波层叠的方式产生相应的四路PWM波来控制相应的开关器件。其中两组三角载波对称分布于同一调制波的正负半周,与同一调制波进行比较,会得到两组PWM驱动脉冲,可以控制两个开关器件,将两组PWM驱动脉冲反向后得到另外两个开关器件的控制脉冲,这样就实现了在同一调制波的调制情况下,可以输出四路驱动脉冲用来控制单相三电平逆变电路的四只开关器件。