波形；
[0034] 圖7(d)為使用載波同相調(diào)制方法不加直通的交流側(cè)線(xiàn)電壓諧波檢測(cè)；
[0035] 圖7(e)為使用載波同相調(diào)制方法不加直通的交流偵J三相電流的諧波檢測(cè)；
[0036] 圖8 (a)為使用載波反相調(diào)制方法不加直通的Z源電容電壓和直流側(cè)負(fù)載波形；
[0037] 圖8 (b)為使用載波反相調(diào)制方法不加直通的網(wǎng)側(cè)電壓和三相電流波形；
[0038] 圖8(c)為使用載波反相調(diào)制方法不加直通的交流側(cè)線(xiàn)電壓波形；
[0039] 圖8(d)為使用載波反相調(diào)制方法不加直通的交流側(cè)線(xiàn)電壓諧波檢測(cè)；
[0040] 圖8 (e)為使用載波反相調(diào)制方法不加直通的交流側(cè)三相電流諧波檢測(cè)；
[0041] 圖9(a)為使用載波同相調(diào)制方法直通占空比Clu= I= 0. 1的情況下Z源電容電 壓和直流側(cè)負(fù)載波形；
[0042] 圖9(b)為使用載波同相調(diào)制方法直通占空比Clu= I= 0. 1的情況下Z源輸入側(cè) Vi波形；
[0043] 圖9(c)為使用載波同相調(diào)制方法直通占空比(Iu= (Ilj= 0. 1的情況下Z源輸出側(cè) V。波形；
[0044] 圖10(a)為使用載波同相調(diào)制方法直通占空比(Iu= (Ili= 0. 25的情況下Z源電容 電壓和直流側(cè)負(fù)載波形；
[0045] 圖10(b)為使用載波同相調(diào)制方法直通占空比(Iu= (Ilj= 0. 25的情況下Z源輸入 側(cè)Vi波形；
[0046] 圖10(c)為使用載波同相調(diào)制方法直通占空比(Iu= (Ili= 0. 25的情況下Z源輸出 側(cè)V。波形。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0048] 圖1為實(shí)用新型Z源三電平整流器的結(jié)構(gòu)圖，Ua，Ub，U。為理想電壓源：R 3為網(wǎng)側(cè)等 效電阻，Ls為網(wǎng)側(cè)電感，C JP C2為直流側(cè)電容且容值相等（C1= C2)，二者對(duì)應(yīng)的電壓分別 是Vdl和V d2,，〇為中點(diǎn)；Z源網(wǎng)絡(luò)由接成類(lèi)X形的兩個(gè)電容CZ1、Cz2和兩個(gè)電感L JP L2構(gòu)成。 Swi和S W2是兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，分別與兩個(gè)二極管D JP D 2反并聯(lián)，它們?cè)诜侵蓖顟B(tài)下正常導(dǎo)通， 在特定的直通狀態(tài)下會(huì)選擇性關(guān)斷。
[0049] Z源網(wǎng)絡(luò)的引入，使得整流器各相橋臂直通成為可能。因此，與傳統(tǒng)電壓型PWM整 流器相比，Z源PWM整流器除了具有有效矢量和零矢量外，還增加了直通零矢量。而與Z源 PWM整流器相比，Z源三電平PWM整流器又增加了幾種獨(dú)特的直通狀態(tài)，正是這些直通狀態(tài) 的引入使得Z源三電平整流器具有了降壓整流的特性。對(duì)于Z源三電平PWM整流器，下表 列出了 C相橋臂不同運(yùn)行模式下的開(kāi)關(guān)狀態(tài)及相應(yīng)的輸出電壓。由表1可以看出Z源三 電平整流器有四種運(yùn)行模式：非直通模式、全直通模式、上直通模式和下直通模式。當(dāng)Z源 三電平整流器工作在非直通模式時(shí)，其運(yùn)行狀態(tài)和普通的電壓型三電平整流器沒(méi)有什么區(qū) 另Ij。而當(dāng)其運(yùn)行在直通模式下時(shí)，Z源網(wǎng)絡(luò)的工作特性便顯現(xiàn)出來(lái)。
[0050] 表1 Z源三電平整流器開(kāi)關(guān)狀態(tài)
[0051]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種Z源三電平PWM整流器，其特征是，包括并聯(lián)的三相橋臂，每相橋臂包括四個(gè)串 聯(lián)的開(kāi)關(guān)管，各相橋臂的中點(diǎn)經(jīng)電感與電網(wǎng)或交流源相連作為該整流器的輸入源；并聯(lián)的 各橋臂輸出端與Z源網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連；Z源網(wǎng)絡(luò)的輸出端上下分別串接開(kāi)關(guān)管Swi和SW2; 其后輸出端與電容C1和電容C2的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，電容C1和電容C2的串聯(lián)支路與直流 負(fù)載連接； 通過(guò)控制電路控制整流器三相橋臂的開(kāi)關(guān)管以及Z源右側(cè)開(kāi)關(guān)管Swi和Sw2的導(dǎo)通與關(guān) 斷，使得Z源三電平PWM整流器分別運(yùn)行于非直通、全直通、上直通和下直通四種運(yùn)行模式。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種Z源三電平PWM整流器，其特征是，所述三相橋臂中，分別 在每一相橋臂中的第一開(kāi)關(guān)管和第四開(kāi)關(guān)管之間串接一對(duì)二極管，同時(shí)二極管的中點(diǎn)與電 容C1和電容C2串聯(lián)支路的中點(diǎn)相連。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種Z源三電平PWM整流器，其特征是，所述Z源網(wǎng)絡(luò)由接成 類(lèi)X型的兩個(gè)電容和兩個(gè)電感構(gòu)成，該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，兩電容電容值相同，兩電感電 感量相同，所述Z源網(wǎng)絡(luò)左側(cè)連接整流器的輸出端、右側(cè)輸出作為直流負(fù)載的輸入端。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種Z源三電平PWM整流器，其特征是，所述開(kāi)關(guān)管S W1和S W2 都是由IGBT和二極管反并聯(lián)組合而成；開(kāi)關(guān)管Swi和S W2的開(kāi)斷取決于整流器運(yùn)行于何種 模式下： 當(dāng)整流器處于非直通模式時(shí)，開(kāi)關(guān)管Swi和Sw2的IGBT都接收開(kāi)通信號(hào)；當(dāng)整流器處于 全直通模式時(shí)，開(kāi)關(guān)管Swi和Sw2的IGBT都接收關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)整流器處于上直通模式時(shí)，開(kāi) 關(guān)管S wi的IGBT接收開(kāi)通信號(hào)，開(kāi)關(guān)管S W2的IGBT接收關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)整流器處于下直通狀 態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)管Swi的IGBT接收關(guān)斷信號(hào)，開(kāi)關(guān)管S W2的IGBT接收開(kāi)通信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種Z源三電平PWM整流器，其特征是，所述控制電路包括保護(hù) 電路、驅(qū)動(dòng)電路、采樣調(diào)理電路以及DSP模塊，采樣調(diào)理電路連接DSP模塊，DSP模塊與保護(hù) 電路雙向通信，DSP模塊連接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)橋臂中IGBT管的開(kāi)通 與關(guān)斷。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種Z源三電平PWM整流器，其特征是，所述采樣調(diào)理電路采集 輸入三相交流電壓以及三相電流的幅值及相位、Z源網(wǎng)絡(luò)電容電壓以及直流側(cè)輸出的電壓 值大小。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種Z源三電平PWM整流器，包括并聯(lián)的三相橋臂，每相橋臂包括四個(gè)串聯(lián)的開(kāi)關(guān)管，各相橋臂的中點(diǎn)經(jīng)電感與電網(wǎng)或交流源相連作為該整流器的輸入源；并聯(lián)的各橋臂輸出端與Z源網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連；Z源網(wǎng)絡(luò)的輸出端上下分別串接開(kāi)關(guān)管SW1和SW2；其后輸出端與電容C1和電容C2的串聯(lián)支路并聯(lián)連接，電容C1和電容C2的串聯(lián)支路與直流負(fù)載連接；本實(shí)用新型的拓?fù)洳粌H可以實(shí)現(xiàn)降壓輸出，而且允許上、下橋臂直通，可靠性明顯增加，消除死區(qū)時(shí)間，防止波形畸變；Z源三電平整流器能夠在提高耐壓等級(jí)的同時(shí)，有效地降低交流諧波電壓和電流，在相同的開(kāi)關(guān)頻率和控制方式下改善其網(wǎng)側(cè)波形的質(zhì)量，減小畸變。
【IPC分類(lèi)】H02M1-44, H02M7-219, H02M1-14
【公開(kāi)號(hào)】CN204481711
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520217171
【發(fā)明人】張承慧, 石秀巖, 陳阿蓮, 邢相洋
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日