當(dāng)電機(jī)頻率接近或等于電源頻率時(shí)，模塊化多電平三星橋單元（TSBC）變頻器饋電的電氣驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

最近，用于電網(wǎng)連接和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的模塊化多電平級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)換器（MMCC）系列已經(jīng)引起了電力電子工程師的注意。

本文提供了一個(gè)可調(diào)速電氣驅(qū)動(dòng)器的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，該電器驅(qū)動(dòng)器是由模塊化多級(jí)三星橋單元（TSBC）轉(zhuǎn)換器饋電的。三星橋單元轉(zhuǎn)換器適用于再生制動(dòng)中等電壓大功率電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。但是，隨著電動(dòng)機(jī)頻率接近或等于供電頻率，其電容器電壓波動(dòng)變得越來(lái)越嚴(yán)重。本文提出了一個(gè)實(shí)用的解決方案，可以讓9個(gè)集群電流均適當(dāng)?shù)卦黾?。該解決方案的特點(diǎn)是使用了電機(jī)勵(lì)磁電流控制器，它在理論上消除了每個(gè)電容器中電壓包含的低頻分量。從額定電壓為400 V和15 kW的三相縮減模型中獲得的實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證了從靜止?fàn)顟B(tài)到等于電源頻率的額定電動(dòng)機(jī)頻率的較為優(yōu)秀的啟動(dòng)性能。

該方案具有以下優(yōu)點(diǎn)，理論上不需要循環(huán)電流。這允許TSBC轉(zhuǎn)換器即使在額定轉(zhuǎn)矩下加載時(shí)也可以驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)，但其他方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)。由于本方案在供電側(cè)需要額外的無(wú)功功率，因此當(dāng)TSBC轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致供電電流增加。另一方面，當(dāng)TSBC轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)帶有場(chǎng)磁場(chǎng)的同步電機(jī)時(shí)，電源電流幾乎不會(huì)增加，這意味著更適合于同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

Fig1.Circuit configuration of the TSBCconverter with four bridgecellsper cluster,in which three-legged,three-winding inductorsareused.

Fig.6.Overview of the experimental downscaled system rated at 400 V and 15 kW.

所提出的控制方法，其特征在于控制電動(dòng)機(jī)磁化電流，使得即使當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻率接近或等于供電頻率時(shí)，TSBC轉(zhuǎn)換器也能以較小的循環(huán)電流操作。