[發(fā)明專利]高可靠性雙輸入七電平靜止變流器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910347691.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110048628B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于兆龍;葛紅娟;楊帆;李石振;金輝;尹航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M7/5387;H02M1/44
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種高可靠性雙輸入七電平靜止變流器，屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域。該變換器由兩個(gè)直流電壓源(V_in1～V_in2)、十個(gè)開(kāi)關(guān)管(S₁～S₁₀)、八個(gè)二極管(D₁～D₈)、兩個(gè)緩沖電感(L₁～L₂)、濾波電感(L_o)、濾波電容(C_o)和負(fù)載(Z_o)構(gòu)成。本發(fā)明充分利用兩個(gè)直流電壓源的不同組合，得到共七種橋臂電壓作用于輸出濾波器兩端，降低了功率管的電壓應(yīng)力，減小了由dv/dt引起的電磁干擾；同時(shí)具有雙輸入雙buck型逆變器集成度高、無(wú)體二極管續(xù)流問(wèn)題、無(wú)直通風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明采用的準(zhǔn)恒頻滯環(huán)電流控制策略，諧波易濾除，降低了濾波器的設(shè)計(jì)難度。本發(fā)明特別適用于航空航天等高可靠性大功率應(yīng)用場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高可靠性雙輸入七電平靜止變流器及其準(zhǔn)恒頻滯環(huán)控制策略，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于直流-交流電能變換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雙buck結(jié)構(gòu)靜止變流器因具有橋臂無(wú)直通風(fēng)險(xiǎn)、能夠使用高性能獨(dú)立二極管替代功率開(kāi)關(guān)管體二極管續(xù)流，從而大大減小反向恢復(fù)問(wèn)題等方面的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多地被應(yīng)用于航空航天、智能電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)等對(duì)可靠性要求較高的場(chǎng)合。同時(shí)，對(duì)可靠性要求較高的領(lǐng)域(如航空航天)通常含有多個(gè)直流接口。如何充分利用直流接口，提高靜止變流器的功率密度，成為越來(lái)越多的學(xué)者的關(guān)注方向。專利“公開(kāi)號(hào)：CN108448925A”公布了一種雙輸入五電平逆變器，僅用一個(gè)逆變器就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)獨(dú)立的直流輸入源同時(shí)或者分時(shí)向交流負(fù)載供電，但其并沒(méi)有充分利用兩個(gè)直流輸入源能夠產(chǎn)生的多種電平組合，且正、負(fù)電平不對(duì)稱導(dǎo)致其逆變橋臂輸出電壓諧波含量增加、功率管發(fā)熱不均。

另外一方面，由于可以降低開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力、減小開(kāi)關(guān)管通斷時(shí)的dv/dt、降低系統(tǒng)的電磁干擾(EMI)、降低逆變橋臂輸出電壓諧波含量、減小濾波器的體積和重量，多電平技術(shù)越來(lái)越多地受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。如何在保證靜止變流器自身拓?fù)涓呖煽啃缘那疤嵯拢瑢?shí)現(xiàn)兩個(gè)直流源同時(shí)或分時(shí)向交流負(fù)載供電，能夠充分利用兩個(gè)直流源組合產(chǎn)生的多種逆變橋臂輸出電平，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)恒頻調(diào)制以降低諧波含量，成為當(dāng)前階段的研究目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高可靠性雙輸入七電平靜止變流器，用于解決雙輸入靜止變流器對(duì)兩個(gè)直流電壓源進(jìn)行高可靠性直流-交流電能雙向變換時(shí)存在的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

方案一：一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(kāi)關(guān)管(S₁)、第二開(kāi)關(guān)管(S₂)、第三開(kāi)關(guān)管(S₃)、第四開(kāi)關(guān)管(S₄)、第五開(kāi)關(guān)管(S₅)、第六開(kāi)關(guān)管(S₆)、第七開(kāi)關(guān)管(S₇)、第八開(kāi)關(guān)管(S₈)、第九開(kāi)關(guān)管(S₉)、第十開(kāi)關(guān)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(fù)載(Z_o)構(gòu)成；