[發(fā)明專利]一種可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210315989.6
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102820666A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉進軍;王新宇;徐濤濤;王曉劍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器，其特征在于，其拓撲結(jié)構(gòu)包括輸入級、隔離級、輸出級，每級的功率變換器均包括兩個輸入端和兩個輸出端；

輸入級的三相中，每相包括3N個相同的串聯(lián)的輸入級功率變換器（2），N為自然數(shù)，每個輸入級功率變換器（2）的兩個輸出端之間并聯(lián)有直流儲能電容（3）；每相串聯(lián)的輸入級功率變換器總的交流側(cè)連接有電抗器（1），再與輸入電網(wǎng)的一相相連接，相與相之間三角形連接或星形連接；

隔離級的三相中，每相包括3N個通過高頻變壓器（5）連接的高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）和高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）；每相的每個高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）與輸入級的對應(yīng)相的輸入級功率變換器（2）一一對應(yīng)連接；

輸出級的三相中，每相的輸出級功率變換器（8）與高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）一一對應(yīng)連接，3N個中的每個輸出級功率變換器（8）的兩個輸入端之間并聯(lián)有輸出級直流儲能電容（7），交流側(cè)連接有LC濾波器（9）；

每相中均有1/3的輸出級功率變換器（8）的一個輸出端通過LC濾波器（9）分別交叉連接匯集于a相、b相和c相，所有輸出級功率變換器（8）的另一個輸出端匯集于n點。

2.如權(quán)利要求1所述的可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器，其特征在于，所述的輸入級功率變換器（2）、高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）、高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）和輸出級功率變換器（8）均采用全控型單相全橋功率變換器。

3.如權(quán)利要求1所述的可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器，其特征在于，所述的輸入級功率變換器（2）輸出端與高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）的輸入端相連接；

高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）的輸出端接高頻變壓器（5）的原邊，高頻變壓器（5）的副邊接高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）的輸入端；

高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）的輸出端與輸出級功率變換器（8）的輸入端相連接；輸出級功率變換器（8）的輸出端連接LC濾波器（9）的輸入端，LC濾波器（9）接三相供電網(wǎng)絡(luò)。

4.如權(quán)利要求1所述的可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器，其特征在于，從輸入級、隔離級到輸出級，交流、直流的變化依次為：

輸入級中，輸入電網(wǎng)交流輸入經(jīng)過輸入級功率變換器（2）轉(zhuǎn)換成直流，并通過直流儲能電容（3）傳遞給隔離級；

隔離級中，直流輸入通過隔離級高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）轉(zhuǎn)換成交流，并通過高頻變壓器（5）傳遞給高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6），再通過高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）轉(zhuǎn)換成直流，并通過直流儲能電容（7）傳遞給輸出級；

輸出級中，直流輸入通過輸出級功率變換器（8）轉(zhuǎn)換成交流，并通過LC濾波器傳遞給三相供電網(wǎng)絡(luò)。

5.如權(quán)利要求1所述的可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器，其特征在于，所述的輸出級直流儲能電容（7）兩側(cè)還可以通過功率變換器連接太陽能或風(fēng)能的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)。

6.一種可平衡不對稱負載的三相電力電子變壓器，其特征在于，其拓撲結(jié)構(gòu)包括輸入級、隔離級、輸出級，每級的功率變換器均包括兩個輸入端和兩個輸出端；

輸入級的三相中，每相包括6N個相同的級串聯(lián)的輸入級功率變換器（2），N為自然數(shù)，每個輸入級功率變換器（2）的兩個輸出端之間并聯(lián)有直流儲能電容（3）；每相串聯(lián)的輸入級功率變換器總的交流側(cè)連接有電抗器（1），再與輸入電網(wǎng)的一相相連接，相與相之間三角形連接或星形連接；

隔離級的三相中，每相包括6N個通過高頻變壓器（5）連接的高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）和高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）；每相的每個高頻DC/AC環(huán)節(jié)功率變換器（4）與輸入級的對應(yīng)相的輸入級功率變換器（2）一一對應(yīng)連接；高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）的輸出端之間并聯(lián)有輸出級直流儲能電容（7）；

輸出級的三相中，每相設(shè)有2N個輸出級功率變換器（8），三相中每相的一個，三相總共三個高頻AC/DC環(huán)節(jié)的功率變換器（6）的輸出端交叉連接匯集后與一個輸出級功率變換器（8）的輸入端相連接，其輸出端連接有LC濾波器（9），每相的輸出級功率變換器（8）的一個輸出端通過LC濾波器（9）匯集，三相分別匯集于a相、b相和c相，所有輸出級功率變換器（8）的另一個輸出端匯集于n點。