新型变频试验电源控制方法、变频电源与流程

本发明属于电源，特别涉及一种新型变频试验电源控制方法、变频电源。

背景技术：

1、测试台电源是测试台的核心部件。传统的3000v电压等级的测试台电源方案有两种：

2、1、发电机组方案，实现正弦波输出，容量可以很大，缺点是输出频率普遍不高，不能很好的满足工业调速电机的应用需求。

3、2、电力电子变流器方案，能够实现高频脉冲调制输出，缺点是谐波大，电压输出范围兼容性不足，不能很好的响应宽范围电压输出需求。

4、上述两种电源方案均不能满足试验电源中对宽功率范围、宽电压范围、高频率输出的需求。因此，现有技术是根据不同的需求，建设不同的试验台，配置不同的试验电源，这就造成了设计冗余，降低了系统兼容性。并且根据不同电压等级的电机配置对应电压等级的变频器的方式，还具有以下缺点：

5、1、采用两电平结构变频器，受限于开关器件的耐压等级，其输出电压覆盖范围过小，不能用一套变频电源覆盖dc1000-4500v的全范围电压输出需求。

6、2、两电平拓扑结构的高压变频器输出频率受限，满足不了高频率输出的试验需求。

7、3、不能模拟实际工况的电源品质。

8、本文中，shepwm是特定谐波消除脉宽调制，即通过开关时刻的优化选择，产生pwm来消除选定的低次谐波。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供一种新型变频试验电源控制方法，对能满足试验电源宽电压范围、高频率输出的需求，同时具有能够模拟实际工况的电源品质。

2、新型变频试验电源控制方法，所述方法包括步骤：

3、s1.构建三电平拓扑结构变频电源；所述变频电源包括三电平整流单元、直流单元、三电平逆变单元，所述三电平整流单元、三电平逆变单元共用直流单元；

4、s2.通过三电平拓扑结构变频电源输出两电平、三电平波形，模拟车载两电平、三电平谐波工况，模拟车载分频控制。

5、进一步地，所述方法用于电机检测试验，所述步骤s2包括步骤s21.采用shepwm调制策略，实现车载分频控制的模拟。

6、进一步地，所述shepwm调制策略具体步骤：

7、s211.当电机频率小于第一设定频率时，采用spwm异步调制；

8、s212.当电机频率大于第一设定频率而小于第二设定频率时，进入第一设定载波比的shepwm同步调制；

9、s213.当电机频率大于第二设定频率时，采用多个载波比的shepwm同步调制；多个不同载波比间的切换过程采用切换前后磁链偏差最小的相位处切换。

10、进一步地，所述步骤s2包括步骤s22:

11、s221.以两电平拓扑作为参考，通过上下桥臂增加死区保证上下桥臂不直通，以实现两电平波形输出。

12、s222.在输出三电平波形时，调整上下桥臂内的两个开关管之间的动作顺序，以实现任一开关管不承受全母线电压。

13、进一步地，所述步骤s22中，在发波控制中，控制两个上桥臂的占空比一致，两个下桥臂的占空比一致；控制两个上桥臂的导通时间相差为第一延迟时间，两个下桥臂的导通时间相差为第二延迟时间。

14、本实施例的另一目的在于提供一种变频电源，用于电机变频试验，包括三电平整流单元、直流单元、三电平逆变单元，所述三电平整流单元、三电平逆变单元共用直流单元。

15、进一步地，所述变频电源应用了上述新型变频试验电源控制方法。

16、与现有技术相比，上述技术方案之一或多个技术方案能达到至少以下有益效果之一：

17、1、采用三电平拓扑结构，构建宽范围中间直流电压应用的试验变频电源，实现一套电源覆盖不同中间直流电压等级的试验需求；

18、2、采用三电平拓扑结构，提高变频电源等效开关频率，实现高频输出；

19、3、在三电平拓扑结构变频电源上，突破传统的spwm的应用，采用shepwm调制策略，实现模拟分频控制功能；

20、4、通过优化发波控制，在三电平拓扑结构开关器件的开断过程中，插入死区时间，使实际输出波形接近两电平拓扑变频电源输出，实现实际工况模拟。

技术特征：

1.新型变频试验电源控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的新型变频试验电源控制方法，用于电机变频试验，其特征在于，所述步骤s2包括步骤s21.采用shepwm调制策略，实现车载分频控制的模拟。

3.根据权利要求2所述的新型变频试验电源控制方法，其特征在于，所述shepwm调制策略包括具体步骤：

4.根据权利要求3所述的新型变频试验电源控制方法，其特征在于，步骤s213中，多个不同载波比间的切换过程采用切换前后磁链偏差最小的相位处切换。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的新型变频试验电源控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括步骤s22：

6.根据权利要求5所述的新型变频试验电源控制方法，其特征在于，所述步骤s22中，在发波控制中，控制两个上桥臂的占空比一致，两个下桥臂的占空比一致；控制两个上桥臂的导通时间相差为第一延迟时间，两个下桥臂的导通时间相差为第二延迟时间。

7.变频电源，用于电机变频试验，其特征在于，所述电源包括三电平整流单元、直流单元、三电平逆变单元，所述三电平整流单元、三电平逆变单元共用直流单元。

8.根据权利要求7所述的变频电源，其特征在于，应用了权利要求1至6任意一项所述的新型变频试验电源控制方法。

技术总结
本发明属于电源技术领域，公开了一种新型变频试验电源控制方法。所述方法包括所述方法包括步骤：S1.构建三电平拓扑结构变频电源；所述变频电源包括三电平整流单元、直流单元、三电平逆变单元，所述三电平整流单元、三电平逆变单元共用直流单元；S2.通过三电平拓扑结构变频电源输出两电平、三电平波形，模拟车载分频控制，模拟车载两电平、三电平谐波工况。本变频试验电源控制方法扩大了相同电压等级的开关器件的应用范围，使变频电源的中间直流电压范围扩大，兼容多种电压等级的输出需求；并且提高变频电源的等效开关频率，实现高频输出；同时模拟两电平输出功能，使其能够在实验室条件下模拟实际工况电源特性，提高试验电源的兼容性。

技术研发人员：况金园,刘勇,谭育二,张昊,孙大南,田金正,郝延松,胡锐,王环宇
受保护的技术使用者：中车株洲电机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13