7.三电平脉冲整流器的工作原理

3异步牵引电机控制三牵引逆变器工作原理及其控制二一3创新、自主研发1.1脉冲整流器概述1.2两电平脉冲整流器的工作原理分析1.3三电平脉冲整流器的工作原理分析1.4四象限脉冲整流器的控制与调制技术4有32=9种开关状态，对应着9种工作模式.主电路等效电路auabTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2oLoadpnUdcipioin1u2uusLsisRsuabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs1234231434121,TandTonTandToffTandTonTandToff=a,b0,1,TandTonTToffiiiiiiiiiiiiiSi,,,and5开关管Ta1,Ta2,Tb1和Tb2导通，Ta3,Ta4,Tb3和Tb4关断，网侧端电压uao=u1，ubo=u1，uab=0。如果网侧电源电压us0，网侧电源给电感Ls充电，网侧电流is增大，电感储能，电容C1和C2通过负载电流放电。工作模式1(Sa=1，Sb=1)：6开关管Ta1,Ta2,Tb2和Tb3导通，Ta3,Ta4,Tb1和Tb4关断。网侧端电压uao=u1，ubo=0，uab=u1。如果正向电源电压us大于（或小于）直流侧电压Udc的一半，则网侧电流is增大（或减小），网侧电流is对电容C1进行充电，而电容C1和C2都对负载放电。（电容电压不平衡）工作模式2(Sa=1，Sb=0)：auabTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2oLoadpnUdc1u2uusLsRsisioinipuabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs7开关管Ta1,Ta2,Tb3和Tb4导通，Ta3,Ta4,Tb1和Tb2关断。网侧端电压uao=u1，ubo=-u2，uab=u1+u2。由于为Boost升压变换器，直流侧电压高于网侧电压峰值。因此电感电流以(us-Udc)/Ls的负斜率逐渐减小。正向网侧电流is对电容C1和C2充电。工作模式3(Sa=1，Sb=-1)：auabTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2oLoadpnUdc1u2uusLsRsisioinipuabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs8开关管Ta2,Ta3,Tb1和Tb2导通，Ta1,Ta4,Tb3和Tb4关断。网侧端电压uao=0，ubo=u1，uab=-u1。如果反向的电源电压us大于（或小于）直流侧电压Udc的一半，则网侧电流is减小（或增大），反向网侧电流对电容C1进行充电，电容C1和C2对负载放电。（电容电压不平衡）工作模式4(Sa=0，Sb=1)：uabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRsLoadusLsRsisauabTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2opnUdcipioin1u2u9开关管Ta2,Ta3,Tb2和Tb3导通，Ta1,Ta4,Tb1和Tb4关断网侧端电压uao=0，ubo=0，uab=0。如果网侧电源电压us0，则正向网侧电流is增大，电容C1和C2都对负载放电。工作模式5(Sa=0，Sb=0)：aTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2opnUdcipioin1u2uLoadLsisusRsuabuabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs10开关管Ta2,Ta3,Tb3和Tb4导通，Ta1,Ta4,Tb1和Tb2关断，电压uao=0，ubo=-u2，uab=u2。如果网侧电压us大于（或小于）直流侧电压Udc的一半，则网侧电流is增大（或减小）。正向网侧电流对电容C2充电，而电容C1和C2给负载提供能量而放电。（电容电压不平衡）工作模式6(Sa=0，Sb=-1)：aTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2opn1u2uusisLsRsuabUdcipioinLoaduabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs11开关管Ta3,Ta4,Tb1和Tb2导通，Ta1,Ta2,Tb3和Tb4关断网侧端电压uao=-u2，ubo=u1，uab=-Udc。网侧电流is以(us+Udc)/Ls的正斜率逐渐增大，反向网侧电流对电容C1和C2进行充电。工作模式7(Sa=-1，Sb=1)：aTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2opnUdc1u2uisusuabLsRsipLoadiniouabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs12开关管Ta3,Ta4,Tb2和Tb3导通，Ta1,Ta2,Tb1和Tb4关断，输入端电压uao=-u2，ubo=0，uab=-u2。反向网侧电流对电容C2进行充电，而电容C1通过负载电流放电。（电容电压不平衡）工作模式8(Sa=-1，Sb=0)：aTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2opnUdc1u2uusLsisRsuabioipinLoaduabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRs13开关管Ta3,Ta4,Tb3和Tb4导通，Ta1,Ta2,Tb1和Tb2关断网侧端电压uao=-u2，ubo=-u2，uab=0。如果网侧电源电压us0，则正向网侧电流is增大，电容C1和C2通过负载电流放电。工作模式9(Sa=-1，Sb=-1)：uabSaC1C2oLoadpnUdcipioinSb101-1-10ba2u1uisusLsRsusaTa1Ta2Ta3Ta4Tb1Tb2Tb3Tb4bC1C2opnUdci1ioi21u2uLsRsuabLoad14ubou1+u2u1-u1-u2uao00u1-u10u2u1-u2-u2uabMode00000001-111111-1-1-1-1-1u1u1u1u10-u20-u2-u20-u2-u200165432789SaSb9种工作模式与对应的电压如果u1=u2,则uab=(Sa-Sb)*Udc/2.电压uab一共有5种电平：Udc，Udc/2，0,-Udc/2,-Udc.