[發(fā)明專利]一種三相電力電子變壓器拓撲及其控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110337207.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112953254A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 顏世凱;傅春明;韓克俊;李軍;王新剛;姜良剛;溫勝;張鋒;張玉舒;劉震
• 申請（專利權(quán)）人: 山東電工電氣集團有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/219;H02M3/335;H02M7/48
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

1.一種三相電力電子變壓器拓撲，其特征在于：包括依次連接的前級AC/DC變換器、中間級高頻隔離DC/DC變換器和后級DC/AC變換器；

每相前級AC/DC變換器包括N個第一H橋電路和N個第一輸出電容，N為正整數(shù)，N個第一H橋電路依次級聯(lián)，第一輸出電容連接在第一H橋電路的兩輸出端之間；

每相中間級高頻隔離DC/DC變換器包括N個中間級子電路，每個第一H橋電路連接一個中間級子電路，每個中間級子電路均包括第二H橋電路、原邊LC諧振電路、勵磁電感Lm、原邊繞組、副邊LC諧振電路、副邊繞組、第三H橋電路和第二輸出電容，第二H橋電路的輸入端連接第一H橋電路的輸出端，原邊LC諧振電路的輸入端連接第二H橋電路的輸出端，勵磁電感Lm串聯(lián)于原邊LC諧振電路上，原邊繞組與勵磁電感Lm并聯(lián)，副邊繞組串聯(lián)于副邊LC諧振電路，第三H橋電路的輸入端連接副邊LC諧振電路的輸出端，第二輸出電容連接于第三H橋的兩輸出端之間；

后級DC/AC變換器包括三相橋式逆變電路和LC濾波電路，每相第三H橋電路的輸出端并聯(lián)之后連接至三相橋式逆變電路的輸入端，LC濾波電路的輸入端連接三相橋式逆變電路的輸出端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電力電子變壓器拓撲，其特征在于：LC濾波電路包括三個LC濾波子電路，各LC濾波子電路的輸入端分別連接三相橋式逆變電路的不同相的輸出端，每一LC濾波子電路包括串聯(lián)相連的濾波電感Lo和濾波電容Co。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相電力電子變壓器拓撲，其特征在于：三個LC濾波子電路的濾波電容Co為三角形連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電力電子變壓器拓撲，其特征在于：原邊LC諧振電路包括串聯(lián)連接的諧振電容Cr1和諧振電感Lr1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電力電子變壓器拓撲，其特征在于：副邊LC諧振電路包括串聯(lián)連接的諧振電容Cr2和諧振電感Lr2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電力電子變壓器拓撲，其特征在于：第一H橋電路、第二H橋電路、第三H橋電路均由四個IGBT組成，四個IGBT分別為H橋電路的橋臂。

7.一種三相電力電子變壓器的控制方法，其特征在于：本方法基于權(quán)利要求1所述變壓器拓撲，包括以下步驟：

S01)、前級控制，前級控制包括直流電壓控制和交流電流控制，直流電壓控制實現(xiàn)直流電壓恒定，交流電流控制實現(xiàn)交流側(cè)電流為正弦波和功率因數(shù)靈活可調(diào)；

S02)、中間級控制，中間級控制是將直流轉(zhuǎn)換成高頻交流并耦合到二次側(cè)后再還原成直流，采用開環(huán)PWM控制，對于一次側(cè)的第二H橋電路，采用占空比為50％的PWM信號進行逆變，對于二次側(cè)的第三H橋電路，同步進行整流；

S03)、后級控制，后級控制是保證提供給低壓側(cè)系統(tǒng)的電壓恒定，如果低壓側(cè)為無源系統(tǒng)，后級控制采用基于瞬時值反饋的定交流電壓控制，如果低壓側(cè)為有源系統(tǒng)，后級控制選擇定功率控制方式。