[發明專利]混合型直流電力電子變壓器

在審

• 申請號: 201710577477.X
• 申請日: 2017-07-15
• 公開（公告）號: CN107181413A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 付超;孫玉巍
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/48
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：包括一個以上的雙主動橋直流變換器以及兩個以上的串聯諧振型直流變換器，所述雙主動橋直流變換器和串聯諧振型直流變換器的直流輸入側之間串聯連接后接入高壓直流母線，用于適應高壓側直流母線的高電壓等級；雙主動橋直流變換器和串聯諧振型直流變換器的直流輸出側之間并聯后接入低壓直流母線，用于向低壓側直流母線提供較大的功率；所述主動橋直流變換器用于通過移相控制，實現傳輸功率或輸出電壓的主動調節；所述諧振型直流變換器工作于諧振狀態，用于根據輸入和輸出直流電壓的變化自動調整傳輸功率；所述混合型直流電力電子變壓器工作于電壓控制模式或功率調節模式。

2.如權利要求1所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述雙主動橋直流變換器包括第一高壓側單相全控橋、第一高頻變壓器和第一低壓側單相全控橋，所述第一高壓側單相全控橋的輸入端為所述主動橋直流變換器的直流輸入側，所述第一高壓側單相全控橋的輸出端與所述第一高頻變壓器的初級連接，所述第一高頻變壓器的次級與所述第一低壓側單相全控橋的輸入端連接，所述第一低壓側單相全控橋的輸出端為所述雙主動橋直流變換器的直流輸出側。

3.如權利要求2所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述雙主動橋直流變換器還包括電感L_t，所述第一高壓側單相全控橋的輸出端經所述電感L_t與所述第一高頻變壓器的初級連接。

4.如權利要求1所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述串聯諧振型直流變換器包括第二高壓側單相全控橋、諧振電路、第二高頻變壓器和第二低壓側單相全控橋，所述第二高壓側單相全控橋的輸入端為所述串聯諧振型直流變換器的直流輸入側，所述第二高壓側單相全控橋的輸出端經所述諧振電路與所述第二高頻變壓器的初級連接，所述第二高頻變壓器的次級與所述第二低壓側單相全控橋的輸入端連接，所述第二低壓側單相全控橋的輸出端為所述串聯諧振型直流變換器的直流輸出側。

5.如權利要求2-4中任意一項所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述單相全控橋的直流側的兩端之間均并聯有電容器。

6.如權利要求2-4中任意一項所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述高頻變壓器的繞組匝數比根據雙主動橋直流變換器和串聯諧振型變換器串聯數目、高低直流母線電壓等級確定。

7.如權利要求4所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述諧振電路包括串聯連接的電容C_r以及電感L_r。

8.如權利要求1所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于，所述的電壓控制模式具體為：當低壓直流母線電壓偏低時，雙主動橋直流變換器采用移相控制，增大移相比，進而增加傳輸功率，使輸出直流電壓升高；當低壓直流母線電壓偏高時，雙主動橋直流變換器采用移相控制，減小移相比，進而減小傳輸功率，使輸出直流電壓降低，通過上述調節，最終使低壓直流母線電壓維持在參考值；在上述調節過程中，雙主動橋直流變換器和串聯諧振型直流變換器的輸入電壓隨輸出電壓的變化重新分配，而保持串聯總直流電壓為高壓直流母線電壓不變。

9.如權利要求1所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于，所述的電壓控制模式具體為：當需要增加傳輸功率時，雙主動橋直流變換器采用移相控制，增大移相比；當需要減少傳輸功率時，雙主動橋直流變換器采用移相控制，減小移相比，通過上述調節，最終使傳輸到低壓直流母線的功率達到參考值；在上述調節過程中，雙主動橋直流變換器和串聯諧振型直流變換器的傳輸功率隨總傳輸功率的變化重新分配。

10.如權利要求8或9所述的混合型直流電力電子變壓器，其特征在于：所述移相控制采用單移相控制、雙移相控制或多重移相控制；所述的移相控制可采用PI控制器，控制器輸入為電壓偏差值，控制器輸出為移相比。