本发明专利技术涉及一种用来减小功率变换器中的共模电流的控制方法和系统，其包括连接到多个输入相(R、S、T)的整流器级(1、1′)和连接到多个输出相(U、V、W)的逆变器级(2、2′)。在每个开关周期上，以同步方式控制整流器级(1、1′)和逆变器级(2、2′)，以使得施加到输入相(R、S、T)的电势的变化总是对应于施加到输出相(U、V、W)的相同符号的电势的变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于减小功率变换器中的电压和共模电流的控制方法和系统。
技术介绍
功率变换器包括连接到干线电源的多个输入相，例如如果连接到三相干线电源， 则为三个输入相。连接到它的输入相，传统的变换器包括用于将由干线电源提供的AC电压转换成DC电压的整流器级。变换器还包括施加DC电压的供电总线，具有正电势的第一供电线和负电势的第二供电线，还包括总线电容器，连接在第一供电线和第二供电线之间并且用来在总线上保持DC电压恒定。在总线电容器的下游，变速驱动器类型的功率变换器还包括逆变器级，具有多个开关臂，通常为三个开关臂，每个开关臂连接到输出相，输出相连接到电力负载。每个开关臂连接在总线的第一供电线和第二供电线之间，并且在两电平变换器的情况下，包括例如两个受控功率晶体管，用于将DC电压转换成针对电力负载的可变电压。位于变换器的输入处的整流器级可以是有源型的，也包括多个开关臂，每个开关臂例如具有至少两个功率晶体管。这些晶体管每个由栅极控制器件控制，以便能够将来自于干线电源的AC电压转换成施加到供电总线的DC电压。这类在输入处具有有源整流器级的变换器通常被称为“有源前端”。传统上，整流器级和逆变器级的功率开关的控制由脉冲宽度调制(以下为PWM)产生。交叉类型的PWM在于将对称或不对称的三角载波与一个或多个调制信号(modulant) 相比较。对于逆变器级或整流器级的功率晶体管，载波和一个或多个调制信号之间的交叉点定义晶体管闭合和断开的切换时刻。众所周知，施加到逆变器级的开关频率的增大会引起共模电流上升，这是由于共模电压的dv/dt变化的密度增大引起的。生成的共模电流可以采取变速驱动器和电力负载之间的不同的路径。这些路径由在将变速驱动器链接到电力负载的电缆的导体之间、在电动机的绕组和定子之间或在功率半导体和链接到地的耗散器之间产生的电容耦合产生。当变速驱动器包括逆变器级和有源整流器级时，变速驱动器的总的共模电压是由整流器级和逆变器级提供的干扰的总和。已经开发了各种解决方案来减小共模电流。这些解决方案可以包含添加无源滤波器或对整流器级和逆变器级的控制的作用。例如，文献JP2003018853提出一种通过将整流器级的三个功率开关(高或低)的闭合(或断开)的切换与逆变器级的三个对应开关(分别为高或低)的闭合(或断开)的切换同步来减小变速驱动器中的共模电流的方法。此解决方案使得可以减小为了将共模电流滤波而采用的滤波器的尺寸，因此降低变换器的成本。但是，它不能使得充分减小变速驱动器中的共模电流。专利US 6，185，115也描述了一种用于将整流器级的切换与逆变器级的切换同步以便减小共模电压的方法。对于前面引用的文献，此方法不能令人满意，因为它不能使得充分减小变速驱动器中的共模电压。事实上，提出的方法在于将逆变器级的单个开关臂在上升和下降沿的切换与整流器级的单个开关臂的切换同步，这使得可以在开关周期内在所有开关臂上仅仅从12个电压沿变为8个电压沿。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种使得可以显著地减小功率变换器中的共模电压和电流的控制方法。此目的是由用来减小功率变换器中的共模电流的控制方法实现的，其包括-连接到多个输入相的整流器级和连接到多个输出相的逆变器级，-DC供电总线，将该整流器级链接到逆变器级，以及包括每个施加有电势的第一供电线和第二供电线，-该整流器级和逆变器级每个包括连接到第一供电线和第二供电线的至少两个开关臂，-该整流器级的第一控制装置，用于在切换时间期间将每个输入相有选择地连接到第一供电线或第二供电线，-该逆变器级的第二控制装置，用于在切换时间期间将每个输出相有选择地连接到第一供电线或第二供电线，-在每个开关周期上，以同步方式控制整流器级和逆变器级，以使得施加到输入相的电势的变化总是对应于施加到输出相的相同符号的电势的变化。根据特定特征，通过对施加到整流器级和逆变器级的脉冲宽度调制的作用来以同步方式控制整流器级和逆变器级。根据另一个特定特征，通过遵循确定规则来以同步方式控制整流器级和逆变器级，每个确定规则考虑逆变器级和整流器级的每个开关臂的切换时间。本专利技术还涉及一种用来减小功率变换器中的共负载电流的控制系统，其包括-连接到多个输入相的整流器级和连接到多个输出相的逆变器级，-DC供电总线，将该整流器级链接到逆变器级，以及包括每个施加有电势的第一供电线和第二供电线，-该整流器级和逆变器级每个包括连接到第一供电线和第二供电线的至少两个开关臂，-该整流器级的第一控制装置采用脉冲宽度调制来将每个输入相有选择地连接到第一供电线或第二供电线，-该逆变器级的第二控制装置采用脉冲宽度调制来将每个输出相有选择地连接到第一供电线或第二供电线，-其特征在于，将该整流器级的第一控制装置和逆变器级的第二控制装置同步，以使得施加到输入相的电势的变化总是对应于施加到输出相的相同符号的电势的变化。根据特定特征，整流器级和逆变器级每个包括三个开关臂，在每个开关臂上具有两个功率晶体管。根据另一个特定特征，整流器级和逆变器级被配置以便能够生成相同数目的电势电平。根据另一个特定特征，逆变器级例如是NPC类型的。 附图说明其它的特征和优点将通过参考以示例方式给出并由附图示出的实施例、从下面的详细描述中显露出来，其中-图1表示具有两电平的逆变器级和有源整流器的变速驱动器类型的功率变换器，-图2表示具有NPC(中性点钳位)类型的三电平的逆变器级和维氏电桥类型的三电平的有源整流器的变速驱动器类型的功率变换器，-图3示出了整流器级的开关臂的控制和逆变器级的开关臂的控制之间的同步的原理，-图4以功能图的形式表示在本专利技术的控制方法中实施的示范性算法。 具体实施例方式参考图1和2，如已知的，功率变换器，例如变速驱动器类型的功率变换器，包括整流器级1、1'、DC供电总线和逆变器级2、2'。可以有不同的功率变换器配置。本专利技术大部分具体地应用于包括有源整流器级的功率变换器。图1表示例如具有有源整流器级1的两电平的变速驱动器。图2表示例如采用 NPC(中性点钳位)类型的逆变器级2'和维氏电桥类型的有源整流器级1'的三电平的变速驱动器。也可以存在其它的配置，诸如使用具有回扫电容器的逆变器级。参考图1，整流器级1经由AC电感(没有示出)例如在用于三相整流器级1的三个输入相R、S、T上连接到干线电源。通常，在变速驱动器中，整流器级由二极管电桥构成。 但是，通过包括一个或多个同等受控的开关臂10a、10b、10c，整流器级1也可以是有源类型的。从而整流器级1受控以控制取自干线电源的电流并且将由干线电源提供的AC电压转换成施加到DC供电总线的DC电压。在三相干线电源上，整流器级1包括三个开关臂10a、 10b、10c，每个通过AC电感连接到三相干线电源的三个输入相R、S、T的一个。在常规配置中，每个开关臂包括例如IGBT或JFET类型的例如两个功率晶体管100，以及位于两个晶体管之间并连接到输入相R、S、T的连接中点Ma、Mb、Mc。DC供电总线将整流器级1链接到逆变器级2。它包括具有正电势V+的供电线和具有负电势V-的供电线。至少一个总线电容器Cbus连接到总线的两个供电线的每一个并且将总线的电压保持在恒定值。在图1中，逆变器级2连接到DC供电总线，在总线电容器Cbus的下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A维德特，P罗伊泽莱特，M西亚姆，
申请(专利权)人：施耐德东芝换流器欧洲公司，
类型：发明
国别省市：
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