【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器调制，具体涉及一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法及装置。
技术介绍
1、三电平变换器具有电压电流畸变率较低、开关管承受的电压应力较小、低dv/dt等优点，已广泛应用在新能源并网、交流调速、储能系统等领域。而有源中点钳位三电平逆变器相对传统的二极管钳位型、飞跨电容型逆变器，采用有源器件实现中点钳位，易于实现功率器件损耗均衡分布控制，正受到越来越多的关注。
2、有源中点钳位三电平逆变器在常规的调制策略下，内管外管损耗不均，功率器件的结温差异较大、制约着开关频率的进一步提升，为了优化三电平有源中点钳位型逆变器功率器件的损耗分布，降低逆变器的整体损耗。目前现有的研究文献利用anpc较多的冗余零电平状态来平衡功率器件之间的损耗，通过选择不同的零电平状态改变功率器件的换流过程以及损耗特性，实现功率器件损耗的均衡分布，这类方法并不能降低逆变器的整体损耗，且存在换流路径分析复杂，控制难度高等缺点。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法及装置，用以解决现有的逆变器调制方法不能降低逆变器的整体损耗且存在换流路径分析复杂以及控制难度高的技术问题。
2、为了解决上述问题，一方面，本专利技术提供了一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，包括：
3、在有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂具有电流流通路径的情况下，确定有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态；
4、根据有源中点钳
5、基于功率器件开关损耗较小的开关状态，确定每相桥臂的高频管和基频管，将所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出pwm脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态。
6、在一种可能的实现方式中，确定有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态，包括：
7、基于有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂上通关断功率器件的数量，确定每相桥臂的开关状态。
8、在一种可能的实现方式中，每相桥臂的开关状态，包括：第一类开关状态和第二类开关状态；
9、所述第一类开关状态，包括：每相桥臂上导通的功率器件的数量和关断状态的功率器件的数量均为3个；
10、所述第二类开关状态，包括：每相桥臂上导通的功率器件的数量为2个，每相桥臂上关断的功率器件的数量为4个。
11、在一种可能的实现方式中，功率器件开关损耗较小的开关状态，满足如下条件：
12、任何开关状态下，均具有双向的电流流通路径；且，
13、功率器件的电压应力为有源中点钳位三电平逆变器输入电压的1/6或有源中点钳位三电平逆变器输入电压的1/3，且功率器件的开关损耗降为初始状态的1/3或2/3；且，
14、反并联二极管的电压应力为有源中点钳位三电平逆变器输入电压的1/6或有源中点钳位三电平逆变器输入电压的1/3，且功率器件的反向恢复损耗降为初始状态的1/3或2/3。
15、在一种可能的实现方式中，有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂，均包括六组开关，每一组开关均有功率器件构成；第一组开关、第五组开关、第六组开关和第四组开关依次串联；第二组开关和第三组开关串联构成的组合，与第五组开关和第六组开关串联构成的组合并联；
16、其中，将所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出pwm脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态，包括：
17、在调制波的参考电压大于零且大于三角载波的情况下，输出pwm脉冲驱动控制第一组开关和第五组开关导通，并控制其余组开关均关断。
18、在一种可能的实现方式中，所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出pwm脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态，还包括：
19、在调制波的参考电压大于零且小于三角载波，或者调制波的参考电压小于零且大于三角载波的情况下，输出pwm脉冲驱动控制第二组开关和第三组开关导通，并控制其余组开关均关断。
20、在一种可能的实现方式中，所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出pwm脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态，还包括：
21、在调制波的参考电压小于零且小于载波的情况下，输出pwm脉冲驱动控制第四组开关和第六组开关导通，其余组开关均关断。
22、在一种可能的实现方式中，所有功率器件的载波相位均相同。
23、在一种可能的实现方式中，所有功率器件的载波生成计数方式为连续增减模式。
24、另一方面，本专利技术还提供一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制装置，包括：
25、第一开关状态确定模块，用于在有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂具有电流流通路径的情况下，确定有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态；
26、第二开关状态确定模块，用于根据有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态及对应电流流通路径，确定功率器件开关损耗较小的开关状态；
27、开关控制模块，用于基于功率器件开关损耗较小的开关状态，确定每相桥臂的高频管和基频管，将所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出pwm脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态。
28、采用上述实现方式的有益效果是：本专利技术提供的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法及装置，调制方法通过根据有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态及对应电流流通路径，确定功率器件开关损耗较小的开关状态；基于功率器件开关损耗较小的开关状态，确定每相桥臂的高频管和基频管，将所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出pwm脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态。本专利技术提供的调制方法在有源中点钳位三电平逆变器输出相同电平状态下，通过关断更多的功率器件来参与直流母线分压，降低了功率器件的电压应力，因而降低有源中点钳位三电平逆变器功率器件的开关损耗。本专利技术所采用的调制方法不改变有源中点钳位三电平逆变器的拓扑结构，不增加控制系统的复杂性，且易于软件编程实现，从而解决现有的逆变器调制方法不能降低逆变器的整体损耗且存在换流路径分析复杂以及控制难度高的技术问题。
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1.一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，确定有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态，包括：
3.根据权利要求2所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，每相桥臂的开关状态，包括：第一类开关状态和第二类开关状态；
4.根据权利要求1所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，功率器件开关损耗较小的开关状态，满足如下条件：
5.根据权利要求1-4任一项所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂，均包括六组开关，每一组开关均有功率器件构成；第一组开关、第五组开关、第六组开关和第四组开关依次串联；第二组开关和第三组开关串联构成的组合，与第五组开关和第六组开关串联构成的组合并联；
6.根据权利要求5所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出PW
7.根据权利要求5所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，所述高频管和所述基频管对应的调制波与三角载波比较，基于比较结果输出PWM脉冲驱动逆变器产生相应的开关状态，还包括：
8.根据权利要求5所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，所有功率器件的载波相位均相同。
9.根据权利要求8所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，所有功率器件的载波生成计数方式为连续增减模式。
10.一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，确定有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂的开关状态，包括：
3.根据权利要求2所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，每相桥臂的开关状态，包括：第一类开关状态和第二类开关状态；
4.根据权利要求1所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，功率器件开关损耗较小的开关状态，满足如下条件：
5.根据权利要求1-4任一项所述的有源中点钳位三电平逆变器功率器件的调制方法，其特征在于，有源中点钳位三电平逆变器每相桥臂，均包括六组开关，每一组开关均有功率器件构成；第一组开关、第五组开关、第六组开关和第四组开关依次串联；第二组开关和第三组开关串联构成的组合，与第五组开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊波，肖烨然，谢鹏飞，洪云珊，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶集团有限公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：
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