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聊聊三电平逆变器测试的那些事儿

更新时间:2024-04-11      点击次数:195

随着光伏逆变器、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大,对逆变器效率的要求也越来越被制造商所重视,三电平的拓扑结构便应运而生。与传统两电平结构相比,三电平逆变器具有功率器件电压应力及损耗低、输出波形质量好、效率高等优势,是现在光伏逆变器技术发展的新方向。


三电平逆变电路的工作原理

三电平结构每个桥臂由4个IGBT和6个二极管构成,以下图典型的拓扑结构, 分析A相逆变桥臂的中点电位变化为例,来简述三电平逆变电路的工作原理。


*三电平电路典型的拓扑结构*

*三电平电路典型的拓扑结构*


当A相桥臂上桥臂的两个IGBT导通,则A点电位与正母线电位相同,为U,每个IGBT承受的应力平台电压为U/2。


当A相桥臂下桥臂的两个IGBT导通,则A点电位与负母线电位相同,为-U,每个IGBT承受的应力平台电压为U/2。


当A相桥臂上桥臂第二个IGBT及旁路钳位二极管导通时,A相逆变桥处于续流状态,A点电位与母线中点电位相同为0。


三电平结构比两电平结构多了一个电平,可以更好的逼近正弦输出电压。


三电平逆变器测试解决方案


三电平逆变器诞生以来,其PWM控制技术和逆变器自身状态控制就一直是其研究的重点内容。研究人员需要高压、大功率 高性能的功率测试设备帮助他们完成新品的测试。


某光伏逆变器用户采用如下方案:

2台 IT6018C-800-75 串联输出,公共点Com接地模拟1/2Vo 、0 、-1/2Vo 三电平输入,其输出端接IT7930-350-60作为电网模拟器模拟电网环境。 


*三电平电路典型的拓扑结构*
*三电平电路典型的拓扑结构*


光伏逆变器市场朝着高电压、大功率方向不断发展,IT6000系列电源产品电压高达2250V,模块化设计最大功率可达1152kW,并机性能不下降。可灵活适配高校科研院所、研发实验室的不同规格产品测试需求。良好的对地耐压性能保证高压工作状态下的安全性。IT6000C双向电源还可搭配SAS1000太阳能电池矩阵仿真软件,实现光伏板在变化环境条件下的输出动态模拟,完成EN50530/SANDIA等法规测试。


在此应用中,两台电源需串联同步使用, 用户还可通过IT6000C双向电源内置的数字I/O接口,对两台设备工作状态进行控制。IT6000C数字I/O接口可设置高、低电平输入或输出的逻辑控制,通用I/O功能包括控制设备ON/OFF状态,显示设备ON/OFF状态,提示/清楚保护状态,触发功能双向控制等。也支持通过不同引脚的接线实现多种特殊需求的定制。例如可将某个引脚与外部仪器连接,并且为外部仪器设置一个固定的脉冲或电平信号,一旦外部仪器发生故障则输出该脉冲或电平信号,本仪器识别到该信号后控制电源关闭输出,提高测试安全性。


IT7900电网模拟器具备100%额定电流source和sink能力,3U 15kVA的功率输出和350/500V的电压输出,用户通过主从并机可扩展功率至960kVA,节约了测试空间。丰富的操作模式满足用户单相,三相,反相及多通道测试需求。为满足并网型产品的防孤岛效应认证测试,IT7900系列开发了专业的孤岛测试模式。测试人员可以通过调节RLC参数或配置有功功率、无功功率参数,实现模拟纯阻性或非线性电网负荷的效果,进一步验证并网型光伏逆变器在不同等效阻抗,三相负荷平衡及非平衡状态下的孤岛保护响应时间。该方案可以帮助工程师简化测试电路,节约额外的示波器和功率计等设备成本。


IT7900电网模拟器

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