[實(shí)用新型]一種三相三電平變流器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202222200683.8
• 申請(qǐng)日: 2022-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN217883245U
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒莘劍;郭軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 興儲(chǔ)世紀(jì)科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M7/487;H02M7/5395;H02M1/12;H02M1/14;H02M1/32
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 王會(huì)改

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相三電平變流器電路，其包括直流母線、三相三電平變流器、濾波器、電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)；直流母線的正極和負(fù)極之間連接三相三電平變流器，用于三相三電平變流器的直流支撐及紋波吸收；三相三電平變流器的輸出端與濾波器的輸入端連接，用于將直流電變換為交流三相電；濾波器的輸出端與電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)的輸入端和直流母線的中點(diǎn)連接，用于限制三相三電平開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)次紋波電流以及平滑三相三電平變流器的輸出電壓；電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)用于連接或斷開(kāi)三相三電平變流器與電網(wǎng)。本實(shí)用新型降低了三相三電平變流器直流母線中點(diǎn)電壓低頻波動(dòng)，有效地減小對(duì)變換器直流母線電容容量的需求，以降低變換器的成本，提高變換器的控制穩(wěn)定性，降低控制難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及變流器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種三相三電平變流器電路。

背景技術(shù)

當(dāng)前，三相變流器主流的PWM調(diào)制方法有：SPWM正弦脈寬調(diào)制、SHEPWM特定諧波消除脈寬調(diào)制法以及SVPWM空間矢量脈寬調(diào)制法。SPWM載波調(diào)制技術(shù)具有原理相對(duì)簡(jiǎn)單、使用范圍廣泛、調(diào)節(jié)性能高的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要有電壓利用率低和開(kāi)關(guān)損耗較高?？臻g矢量脈寬調(diào)制法廣泛應(yīng)用于數(shù)字控制的電壓源型變換器中。SVPWM相比較于上述兩種調(diào)制方法，諧波含量較低，因其模擬三相電壓的正弦磁鏈圓來(lái)輸出三相電壓，輸出的電壓更接近正弦波。并且電壓利用率比傳統(tǒng)的調(diào)制方法高15％，提高了變換器的效率。SHEPWM特定諧波消除脈寬調(diào)制法這種調(diào)制方法的優(yōu)勢(shì)在于較低的開(kāi)關(guān)頻率下可以得到較高的基波電壓，提高電壓利用率。

在DC/AC電源系統(tǒng)中，直流母線電解電容作為關(guān)鍵的元器件，其使用壽命直接影響于整個(gè)電源系統(tǒng)，直流母線無(wú)電解電容控制技術(shù)的目的是減小直流母線的電容值，從而使用容值小使用壽命長(zhǎng)的金屬膜電容替換掉容值大使用壽命短的電解電容。實(shí)現(xiàn)無(wú)電解電容控制方法的主要思想是改進(jìn)控制策略，減小直流母線對(duì)電容值的需求，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)電解電容技術(shù)。文獻(xiàn)中采用一種最大幅值電流的控制方法，把直流側(cè)的電壓波動(dòng)通過(guò)并聯(lián)的解耦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到解耦電容上，實(shí)際上通過(guò)能量的流動(dòng)降低了逆變器直流母線側(cè)電容的功率波動(dòng)，直流母線側(cè)電容值因此可以大幅度減小。但是這種方法其交流側(cè)并聯(lián)結(jié)構(gòu)增加了七個(gè)開(kāi)關(guān)管，還需計(jì)算每個(gè)開(kāi)光管的占空比實(shí)現(xiàn)無(wú)電解電容技術(shù)，增加了硬件成本和調(diào)制算法的計(jì)算量。也有文獻(xiàn)提出了一種基于Buck-boost功率解耦技術(shù)的逆變器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了解耦電路使其并聯(lián)逆變器時(shí)可以把直流母線側(cè)的波動(dòng)能量的雙向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)電解電容技術(shù)。

該方法減小了解耦電容成本，使并聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成本降低。有文獻(xiàn)提出了一種僅采用電感電流反饋的電壓?jiǎn)苇h(huán)控制方法，既能有效抑制流入前級(jí)電路中的二次諧波電流，又能有效改善負(fù)載突變時(shí)中間直流母線電壓的動(dòng)態(tài)特性，從而減小直流母線側(cè)電容容值。有人研究了一種變頻系統(tǒng)減小母線電容控制方法，通過(guò)控制特定的并聯(lián)解耦電路，減小直流母線的功率波動(dòng)，但是該方式只局限于特定的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于此，本實(shí)用新型提供一種三相三電平變流器電路，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相三電平變流器電路，包括直流母線、三相三電平變流器、濾波器、電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)；

所述直流母線的正極和負(fù)極之間連接所述三相三電平變流器，用于三相三電平變流器的直流支撐及紋波吸收；

所述三相三電平變流器的輸出端與所述濾波器的輸入端連接，用于將直流電變換為交流三相電；

所述濾波器的輸出端與所述電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)的輸入端和所述直流母線的中點(diǎn)連接，用于限制三相三電平開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)次紋波電流以及平滑所述三相三電平變流器的輸出電壓；

所述電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)用于連接或斷開(kāi)所述三相三電平變流器與電網(wǎng)。

進(jìn)一步地，所述直流母線由兩個(gè)對(duì)稱的電容串聯(lián)構(gòu)成；其中，所述直流母線的電容中點(diǎn)BUSN為所述直流母線的中點(diǎn)，連接所述濾波器中的電容中點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)所述三相三電平變流器的調(diào)制信號(hào)中的三次諧波電壓產(chǎn)生的諧波電流回流到所述直流母線的電容中點(diǎn)BUSN；