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聊聊三電平逆變器測試的那些事兒


  來源: 艾德克斯電子 時間:2022-02-15 編輯:清風
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應用背景


隨著光伏逆變器、UPS技術的不斷發(fā)展和市場的不斷擴大,對逆變器效率的要求也越來越被制造商所重視,三電平的拓撲結(jié)構(gòu)便應運而生。與傳統(tǒng)兩電平結(jié)構(gòu)相比,三電平逆變器具有功率器件電壓應力及損耗低、輸出波形質(zhì)量好、效率高等優(yōu)勢,是現(xiàn)在光伏逆變器技術發(fā)展的新方向。


三電平逆變電路的工作原理


三電平結(jié)構(gòu)每個橋臂由4個IGBT和6個二極管構(gòu)成,以下圖典型的拓撲結(jié)構(gòu), 分析A相逆變橋臂的中點電位變化為例,來簡述三電平逆變電路的工作原理。


*三電平電路典型的拓撲結(jié)構(gòu)*


當A相橋臂上橋臂的兩個IGBT導通,則A點電位與正母線電位相同,為U,每個IGBT承受的應力平臺電壓為U/2。


當A相橋臂下橋臂的兩個IGBT導通,則A點電位與負母線電位相同,為-U,每個IGBT承受的應力平臺電壓為U/2。


當A相橋臂上橋臂第二個IGBT及旁路鉗位二極管導通時,A相逆變橋處于續(xù)流狀態(tài),A點電位與母線中點電位相同為0。


三電平結(jié)構(gòu)比兩電平結(jié)構(gòu)多了一個電平,可以更好的逼近正弦輸出電壓。


三電平逆變器測試解決方案


三電平逆變器誕生以來,其PWM控制技術和逆變器自身狀態(tài)控制就一直是其研究的重點內(nèi)容。研究人員需要高壓、大功率 高性能的功率測試設備幫助他們完成新品的測試。


某光伏逆變器用戶采用如下方案


2臺 IT6018C-800-75 串聯(lián)輸出,公共點Com接地模擬1/2Vo 、0 、-1/2Vo 三電平輸入,其輸出端接IT7930-350-60作為電網(wǎng)模擬器模擬電網(wǎng)環(huán)境。


 *三電平電路典型的拓撲結(jié)構(gòu)*


光伏逆變器市場朝著高電壓、大功率方向不斷發(fā)展,IT6000系列電源產(chǎn)品電壓高達2250V,模塊化設計最大功率可達1152kW,并機性能不下降??伸`活適配高??蒲性核⒀邪l(fā)實驗室的不同規(guī)格產(chǎn)品測試需求。良好的對地耐壓性能保證高壓工作狀態(tài)下的安全性。IT6000C雙向電源還可搭配SAS1000太陽能電池矩陣仿真軟件,實現(xiàn)光伏板在變化環(huán)境條件下的輸出動態(tài)模擬,完成EN50530/SANDIA等法規(guī)測試。


在此應用中,兩臺電源需串聯(lián)同步使用, 用戶還可通過IT6000C雙向電源內(nèi)置的數(shù)字I/O接口,對兩臺設備工作狀態(tài)進行控制。IT6000C數(shù)字I/O接口可設置高、低電平輸入或輸出的邏輯控制,通用I/O功能包括控制設備ON/OFF狀態(tài),顯示設備ON/OFF狀態(tài),提示/清楚保護狀態(tài),觸發(fā)功能雙向控制等。也支持通過不同引腳的接線實現(xiàn)多種特殊需求的定制。例如可將某個引腳與外部儀器連接,并且為外部儀器設置一個固定的脈沖或電平信號,一旦外部儀器發(fā)生故障則輸出該脈沖或電平信號,本儀器識別到該信號后控制電源關閉輸出,提高測試安全性。


IT7900電網(wǎng)模擬器具備100%額定電流source和sink能力,3U 15kVA的功率輸出和350/500V的電壓輸出,用戶通過主從并機可擴展功率至960kVA,節(jié)約了測試空間。豐富的操作模式滿足用戶單相,三相,反相及多通道測試需求。為滿足并網(wǎng)型產(chǎn)品的防孤島效應認證測試,IT7900系列開發(fā)了專業(yè)的孤島測試模式。測試人員可以通過調(diào)節(jié)RLC參數(shù)或配置有功功率、無功功率參數(shù),實現(xiàn)模擬純阻性或非線性電網(wǎng)負荷的效果,進一步驗證并網(wǎng)型光伏逆變器在不同等效阻抗,三相負荷平衡及非平衡狀態(tài)下的孤島保護響應時間。該方案可以幫助工程師簡化測試電路,節(jié)約額外的示波器和功率計等設備成本。



關鍵詞:三電平 逆變器 測試    瀏覽量:6613

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