[發明專利]高可靠性雙輸入七電平靜止變流器

有效

• 申請號: 201910347691.5
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110048628B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 于兆龍;葛紅娟;楊帆;李石振;金輝;尹航
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02M1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高可靠性雙輸入七電平靜止變流器，其特征在于：

所述一種高可靠性雙輸入七電平靜止變流器由第一直流輸入電壓源(V_in1)、第二直流輸入電壓源(V_in2)、第一開關管(S₁)、第二開關管(S₂)、第三開關管(S₃)、第四開關管(S₄)、第五開關管(S₅)、第六開關管(S₆)、第七開關管(S₇)、第八開關管(S₈)、第九開關管(S₉)、第十開關管(S₁₀)、第一二極管(D₁)、第二二極管(D₂)、第三二極管(D₃)、第四二極管(D₄)、第五二極管(D₅)、第六二極管(D₆)、第七二極管(D₇)、第八二極管(D₈)、第一緩沖電感(L₁)、第二緩沖電感(L₂)、濾波電感(L_o)濾波電容(C_o)和負載(Z_o)構成；

所述第一直流輸入電壓源(V_in1)的正極連于第一開關管(S₁)的漏極、第五開關管(S₅)的源極、第十開關管(S₁₀)的源極和第六開關管(S₆)的漏極，第一開關管(S₁)的源極連于第三開關管(S₃)的漏極和第一二極管(D₁)的陰極，第三開關管(S₃)的源極連于第一緩沖電感(L₁)的一端和第三二極管(D₃)的陰極，第一緩沖電感(L₁)的另一端連于第二二極管(D₂)的陽極、第二開關管(S₂)的漏極和濾波電感(L_o)的一端，第二二極管(D₂)的陰極連于第五開關管(S₅)的漏極，第二開關管(S₂)的源極連于第四二極管(D₄)的陽極和第四開關管(S₄)的漏極，濾波電感(L_o)的另一端連于濾波電容(C_o)的一端和負載(Z_o)的一端，濾波電容(C_o)的另一端連于負載(Z_o)的另一端和第六二極管(D₆)的陽極、第七開關管(S₇)的漏極和第二緩沖電感(L₂)的一端，第六二極管(D₆)的陰極連于第十開關管(S₁₀)的漏極，第七開關管(S₇)的源極連于第八二極管(D₈)的陽極和第九開關管(S₉)的漏極，第二緩沖電感(L₂)的另一端連于第八開關管(S₈)的源極和第七二極管(D₇)的陰極，第八開關管(S₈)的漏極連于第五二極管(D₅)的陰極和第六開關管(S₆)的源極，第五二極管(D₅)的陽極連于第八二極管(D₈)的陰極、第四二極管(D₄)的陰極、第一二極管(D₁)的陽極和第二直流輸入電壓源(V_in2)的正極，第二直流輸入電壓源(V_in2)的負極連于第三二極管(D₃)的陽極、第四開關管(S₄)的源極、第九開關管(S₉)的源極、第七二極管(D₇)的陽極和第一直流輸入電壓源(V_in1)的負極；

所述第二直流輸入電壓源(V_in2)的電壓值小于第一直流輸入電壓源(V_in1)的電壓值；

所述第二直流輸入電壓源(V_in2)的電壓值不等于第一直流輸入電壓源(V_in1)電壓值的1/2。

2.一種適用于權利要求1所述的變流器的多電平準恒頻滯環電流控制的實現方法，其特征在于，該方法包括以下幾個步驟：

第一步，分區：將逆變橋臂輸出的七種不同電平由高至低排序，相鄰兩電平歸屬于同一分區，共劃分為6個分區；

第二步，推導各分區的環寬函數表達式：所述6個分區中第k個分區的逆變橋臂輸出包含一個較高電平V_kH和一個較低電平V_kL，k為大于0且小于7的整數；以開關頻率為常量，根據逆變橋臂輸出電壓、電感量值、負載端電壓和指令電流變化率的對應關系，推導各分區滯環環寬函數表達式如式(1)所示：

式中，h_k為第k個分區的環寬，L為輸出濾波電感值，F為開關管的工作頻率，v_o為負載端電壓，m為指令電流變化率；

第三步，確定當前工作分區：若V_kH作用下濾波電感上的電流變化率大于指令電流變化率，并且V_kL作用下濾波電感上的電流變化率小于指令電流變化率，則判定第k分區為靜止變流器當前工作分區；

第四步，分區之間的切換：以指令電流為滯環中心，參照式(1)所示的環寬大小，確定各分區的滯環上、下邊界；對所述各分區的滯環上邊界疊加6組偏移量，分別為+Δh、+2Δh、+3Δh、+4Δh、+5Δh和+6Δh，對所述各分區滯環下邊界疊加6組偏移量，分別為-Δh、-2Δh、-3Δh、-4Δh、-5Δh和-6Δh，共得到6組滯環上邊界和6組滯環下邊界；對電感電流進行實時采樣，其每到達滯環上邊界一次，即控制逆變橋臂的輸出降低一個電平，每到達滯環下邊界一次，即控制逆變橋臂的輸出升高一個電平，以此實現各工作分區的切換；

第二直流輸入電壓源V_in2的電壓值大于第一直流輸入電壓源V_in1電壓值的1/2時，所述逆變橋臂輸出電平由高至低分別為：V_in1、V_in2、V_in1-V_in2、0、V_in2-V_in1、-V_in2、-V_in1；

第二直流輸入電壓源V_in2的電壓值小于第一直流輸入電壓源V_in1電壓值的1/2時，所述逆變橋臂輸出電平由高至低分別為：V_in1、V_in1-V_in2、V_in2、0、-V_in2、V_in2-V_in1、-V_in1。