本發(fā)明涉及電力電子，具體為一種基于雙穩(wěn)壓電路的高效率低諧波電梯能量回收變流器。

背景技術(shù)：

1、電梯能量回收變流器是電梯控制系統(tǒng)的重要組成部分，其的性能不僅影響和決定電梯控制系統(tǒng)是否能夠安全高效、穩(wěn)定可靠地運行，同時也是影響整個電梯控制系統(tǒng)使用壽命的主要因素。能量雙向流動、低諧波、高效率是電梯能量回收變流器的重要性能指標(biāo)。

2、采用傳統(tǒng)單相或三相二極管不控型電梯能量回收變流器，系統(tǒng)能量通常只能從交流側(cè)流向直流側(cè)，無法從直流側(cè)反向流回直流側(cè)，即無法實現(xiàn)能量雙向流動；采用全控器件的兩電平電梯能量回收變流器，能量能夠?qū)崿F(xiàn)在直流側(cè)和交流側(cè)之間雙向流動，但是由于其輸出電壓的電平數(shù)較少，輸出電流諧波大、電流質(zhì)量差。取而代之，可以采用全控器件的多電平電梯能量回收變流器；但傳統(tǒng)多電平電梯能量回收變流器當(dāng)直流母線存在多組電容串聯(lián)時，電容電壓存在波動或偏移問題，會嚴(yán)重影響輸出電流質(zhì)量，“污染”電網(wǎng)環(huán)境。同時應(yīng)該考慮采用低損耗、高效率的全控器件，以提升電梯能量回收變流器效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙穩(wěn)壓電路的高效率低諧波電梯能量回收變流器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于雙穩(wěn)壓電路的高效率低諧波電梯能量回收變流器，電梯能量回收變流器主電路包括上穩(wěn)壓電路、下穩(wěn)壓電路、能量回收變流電路和交流側(cè)中點生成電路；

3、所述上穩(wěn)壓電路與所述下穩(wěn)壓電路合稱為雙穩(wěn)壓電路；所述雙穩(wěn)壓電路并聯(lián)所述能量回收變流電路；所述能量回收變流電路和所述交流側(cè)中點生成電路通過負(fù)載電阻r、交流電網(wǎng)g和負(fù)載電感l(wèi)的串聯(lián)連接；i為電梯能量回收變流器的輸出電流。

4、所述上穩(wěn)壓電路包括碳化硅全控器件q7、sic全控器件q7的脈沖驅(qū)動信號s7、碳化硅肖特基二極管d7、電感l(wèi)7、電容c7和電阻r7；

5、在上穩(wěn)壓電路中，q7的一端與直流母線正極p點連接，另一端與l7的一端連接于y1點；l7另一端與 c7、r7的并聯(lián)組合的一端連接于y2點； c7、r7的并聯(lián)組合的另一端與d7的一端連接于y3點；d7的另一端與q7和l7連接于y1點；y2點與x1點相連接；y3點與直流母線負(fù)極n點相連接；sic全控器件q7的脈沖驅(qū)動信號s7占空比設(shè)定為2/3。

6、所述下穩(wěn)壓電路包括碳化硅全控器件q8、sic全控器件q8的脈沖驅(qū)動信號s8、碳化硅肖特基二極管d8、電感l(wèi)8、電容c8和電阻r8；

7、在下穩(wěn)壓電路中，q8的一端與直流母線負(fù)極n點連接，另一端與l8的一端連接于y5點；l8另一端與 c8、r8的并聯(lián)組合的一端連接于y6點； c8、r8的并聯(lián)組合的另一端與d8的一端連接于y4點；d8的另一端與q8和l8連接于y5點；y4點與直流母線正極p點相連接，y6點與x2點相連接；sic全控器件q8的脈沖驅(qū)動信號s8占空比設(shè)定為2/3。

8、所述能量回收變流電路包括直流電壓源udc、直流母線電容c1~c3、碳化硅全控器件q1~q6、碳化硅肖特基二極管d1~d6和隔離電感l(wèi)2~l5；

9、直流母線電容c1~c3依次串聯(lián)， c1和 c2連接于x1點， c2和 c3連接于x2點；q1一端與直流母線正極p點連接，另一端與q2的一端連接于x3點；q2的另一端與l2的一端連接于x4點；l2的另一端與q3、d3通過x5點連接；q6的一端與直流母線負(fù)極n點連接，另一端與q5的一端連接于x8點；q5的另一端與l5的一端連接于x9點；l5的另一端與q4、d4通過x10點連接；q3的另一端與d4連接于x6點；d3的另一端與q4連接于x7點；x3點和x9點通過d1和d2的串聯(lián)連接，x4點和x8點通過d5和d6的串聯(lián)連接，x6、x7點分別通過l3、l4與x11點連接。

10、所述交流側(cè)中點生成電路包括負(fù)載側(cè)電容c4、c5和負(fù)載側(cè)電阻r1、r2；

11、 c4、r1的并聯(lián)組合，通過x12點與 c5、r2的并聯(lián)組合連接，且 c4和r1的另一端與直流母線正極p點連接； c5和r2的另一端與直流母線負(fù)極n點連接。

12、所述能量回收變流電路中碳化硅全控器件q1~q6分別由驅(qū)動信號s1~s6控制；

13、所述驅(qū)動信號的生成需要經(jīng)過調(diào)制波生成模塊、調(diào)制波選擇模塊和脈沖生成模塊；

14、所述調(diào)制波生成模塊用于生成根據(jù)載波界限分割后的調(diào)制波；所述調(diào)制波選擇模塊用于生成與單載波比較生成驅(qū)動信號的調(diào)制波；所述脈沖生成模塊用于生成全控器件的驅(qū)動信號；

15、原始正弦調(diào)制波u輸入到調(diào)制波生成模塊，得到根據(jù)載波界限分割后的調(diào)制波m；u和m輸入到調(diào)制波選擇模塊中，得到與單載波比較生成驅(qū)動信號的調(diào)制波m1~m3；單載波uc和m1~m3輸入到脈沖生成模塊中，輸出sic全控器件q1~q6的驅(qū)動信號s1~s6；

16、所述調(diào)制波生成模塊的輸出端與所述調(diào)制波選擇模塊的輸入端相連接；所述調(diào)制波選擇模塊的輸出端與所述脈沖生成模塊的輸入端相連接。

17、所述調(diào)制波生成模塊中，原始調(diào)制波u減去原始中間載波的上峰值100，得到信號選擇模塊switch1的比較信號u_1；u減去原始中間載波的下峰值-100，得到信號選擇模塊switch2的比較信號u_2；u加上原始中間載波的上峰值100，得到信號u2；u加上原始中間載波的上峰值100，再加上200，得到信號u3；首先判斷，若u_2>0，則switch2輸出的信號為u2，否則switch2輸出的信號為u3；switch2輸出的信號為u2_3；進(jìn)而再判斷，若u_1>0，則switch1輸出的信號m等于u1，否則m等于u2_3；

18、所述信號選擇模塊switch2的輸出端與所述信號選擇模塊switch1的輸入端相連接；所述信號選擇模塊switch1的輸出端與所述調(diào)制波選擇模塊的輸入端相連接。

19、所述調(diào)制波選擇模塊中，原始調(diào)制波u減去100，得到switch3的比較信號u_3；100減去u，得到switch4的比較信號u_4；u減去-100，得到switch5的比較信號u_5；-100減去u，得到switch6的比較信號u_6；執(zhí)行如下判斷：

20、step1、u_3輸入到switch3的比較信號輸入端，若u_3>0，則switch3輸出的信號m1等于m，否則m1=0；

21、step2、u_4輸入到switch4的比較信號輸入端，若u_4>0，則switch4輸出的信號usel_2等于m，否則usel_2等于200；

22、step3、u_5輸入到switch5的比較信號輸入端，若u_5>0，則switch5輸出的信號m2等于usel_2，否則m2等于0；

23、step4、u_6輸入到switch6的比較信號輸入端，若u_6>0，則switch6輸出的信號m3等于m，否則m3等于200；

24、所述信號選擇模塊switch4的輸出端與所述信號選擇模塊switch5的輸入端相連接；所述信號選擇模塊switch3、信號選擇模塊switch5和信號選擇模塊switch6的輸出端與所述脈沖生成模塊的輸入端相連接。

25、所述脈沖生成模塊中，m1與單載波uc進(jìn)行邏輯比較運算；當(dāng)m1>uc時，邏輯運算模塊輸出信號s_1=1、s_4=0，否則s_1=0、s_4=1；m2與單載波uc進(jìn)行邏輯比較運算，當(dāng)m2>uc時，邏輯運算模塊輸出信號s_2=1、s_5=0，否則s_2=0、s_5=1；m3與單載波uc進(jìn)行邏輯比較運算，當(dāng)m3>uc時，邏輯運算模塊輸出信號s_3=1、s_6=0，否則s_3=0、s_6=1。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

27、1.本發(fā)明提出一種基于雙穩(wěn)壓電路的高效率低諧波電梯能量回收變流器，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件下可以使能量雙向流動，有效提升電梯控制系統(tǒng)的電能利用率；

28、2.本發(fā)明針對直流母線側(cè)電容電壓偏置的問題，使用雙穩(wěn)壓電路對直流母線側(cè)電容電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，使其輸出側(cè)輸出良好的電流波形，降低電流諧波；

29、3.本發(fā)明采用開關(guān)損耗和通態(tài)損耗低的全控器件，提升電梯能量回收變流器的效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。