N輸出三相3n+3開關(guān)組mmc逆變器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器。逆變器包括直流電源、第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、N個(gè)三相負(fù)載；所述三個(gè)橋臂均由N+1個(gè)開關(guān)組和2個(gè)電感串聯(lián)而成，每個(gè)橋臂的每個(gè)開關(guān)組由n個(gè)功率開關(guān)單元串聯(lián)而成；第k個(gè)三相負(fù)載的三端分別與三個(gè)橋臂的第k+1個(gè)開關(guān)組的上端連接，其中k的取值為1~N-1；第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與三個(gè)橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端連接。該逆變器采用載波移相PWM控制，具有N路線電壓為2n+1電平的三相交流輸出，MMC功率開關(guān)單元中每個(gè)開關(guān)管承受的電壓應(yīng)力僅為直流電源電壓的1/n，適合于高壓、大功率、三相交流雙負(fù)載的場合。
【專利說明】N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及模塊組合多電平(MMC)變換器領(lǐng)域，具體涉及一種N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前功率變換器正向小型化、高可靠性和低損耗方向發(fā)展，在這種趨勢下出現(xiàn)兩種改進(jìn)變換器的方向:減少無源器件或者改進(jìn)變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以減少有源器件作為減少有源器件方向的新進(jìn)展。三相3N+3開關(guān)變換器相對于傳統(tǒng)的6N開關(guān)變換器減少了 3N-3個(gè)開關(guān)及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路，在考慮成本與體積的應(yīng)用中占有一定的優(yōu)勢。然而，3N+3開關(guān)變換器的N路單相輸出均為兩電平，輸出交流波形比較差。此外，3N+3個(gè)開關(guān)中每個(gè)開關(guān)承受的電壓應(yīng)力為直流母線電壓的一半，且存在3N+3個(gè)開關(guān)管的均壓問題，這極大的限制了三相3N+3開關(guān)變換器在高壓和大功率場合的應(yīng)用。
[0003]近年來，多電平變換技術(shù)得到不斷推廣，并已成功應(yīng)用在諸如高壓直流輸電、電力傳動(dòng)、有源濾波、靜止同步補(bǔ)償?shù)裙I(yè)領(lǐng)域，目前常見的電壓型多電平變換器拓?fù)浯笾驴煞譃橄湮恍秃蛦卧壜?lián)型兩大類。模塊組合多電平變換器(Modular Multilevel Converter,MMC)作為一種新型的多電平拓?fù)?，除了具有傳統(tǒng)多電平變換器的優(yōu)點(diǎn)，模塊組合多電平變換器采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)擴(kuò)容和冗余工作；具有不平衡運(yùn)行能力、故障穿越和恢復(fù)能力，系統(tǒng)可靠性高；由于具有公共直流母線，模塊組合多電平變換器尤其適用于高壓直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用。然而，當(dāng)N條不同頻率的三相交流線路的相連時(shí)，需要2N個(gè)MMC變換器，這極大的增加了工程成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0006]N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器包括直流電源、第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、N個(gè)三相負(fù)載；所述第一橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組和2個(gè)電感串聯(lián)而成，所述第二橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組和2個(gè)電感串聯(lián)而成，所述第三橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組和2個(gè)電感串聯(lián)而成；第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組由η個(gè)功率開關(guān)單元串聯(lián)而成，第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組由η個(gè)功率開關(guān)單元串聯(lián)而成，第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組由η個(gè)功率開關(guān)單元串聯(lián)而成，其中i的取值為I?N+1 ;第k個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組的上端、第二橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組的上端、第三橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組的上端連接，其中k的取值為I?N-1 ;第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端、第二橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端、第三橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端連接；第k個(gè)負(fù)載的三端作為第k路三相輸出，其中k的取值為I?N，Ν>2, η為正整數(shù)。
[0007]上述的N輸出三相3Ν+3開關(guān)組MMC逆變器中，第一橋臂的兩個(gè)電感相互耦合，構(gòu)成一對稱合電感；第二橋臂的兩個(gè)電感相互稱合，構(gòu)成一對稱合電感；第三橋臂的兩個(gè)電感相互稱合，構(gòu)成一對稱合電感。
[0008]上述的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器中，直流電源的正極與第一橋臂的第1個(gè)開關(guān)組的上端、第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的上端、第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的上端連接；第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的下端與第一橋臂的第i個(gè)電感的一端連接，第一橋臂的第i個(gè)電感的另一端與第一橋臂的第2個(gè)開關(guān)組的上端連接；第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的下端與第一橋臂的第1+Ι個(gè)開關(guān)組的上端連接，其中1的取值為2~N-1 ;第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端與第一橋臂的第2個(gè)電感的一端連接，第一橋臂的第2個(gè)電感的另一端與第一橋臂的第N+1個(gè)開關(guān)組的上端連接；第二橋臂的電路結(jié)構(gòu)、第三橋臂的電路結(jié)構(gòu)與第一橋臂的電路結(jié)構(gòu)完全一致；第k個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組的上端、第二橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組的上端、第三橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組的上端連接，其中k的取值為1~N-1 ;第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端、第二橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端、第三橋臂的第N個(gè)開關(guān)組的下端連接。
[0009]上述的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器中，功率開關(guān)單元由第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一二極管、第二二極管和電容構(gòu)成。其中，電容的正極與第一開關(guān)管的集電極、第一二極管的陰極連接，第一開關(guān)管的發(fā)射極與第一二極管的陽極、第二開關(guān)管的集電極、第二二極管的陰極連接，第二開關(guān)管的發(fā)射極與第二二極管的陽極、電容的負(fù)極連接；第二開關(guān)管的集電極作為第一輸出端，第二開關(guān)管的發(fā)射極作為第二輸出端。
[0010]上述的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器中，第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二輸出端與第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元的第一輸出端連接，其中j取值為1~n-1，1取值為1~N+1 ;第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二輸出端與第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元的第一輸出端連接；第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二輸出端與第三橋臂的第1個(gè)開關(guān)組的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元的第一輸出端連接。
[0011]上述N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器的控制方法中，采用載波移相P麗控制第一橋臂的每個(gè)開關(guān)組、第二橋臂的每個(gè)開關(guān)組和第三橋臂的每個(gè)開關(guān)組的每個(gè)開關(guān)管的開通與關(guān)斷，其中1取值為1~N+1 ;第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元、第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元和第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元均采用相同三角波作為第j個(gè)載波Cj，其中j的取值為1~η ;n個(gè)載波依次滯后相角360° /n ;第k個(gè)負(fù)載的第一橋臂的端采用第一橋臂的第k個(gè)正弦波Ru1k疊加第k個(gè)直流偏置Rdtjk得到第一橋臂的第k個(gè)調(diào)制波Rg+R-，其中k的取值為1~N ;第k個(gè)負(fù)載的第二橋臂的端采用第二橋臂的第k個(gè)正弦波1^vk疊加第k個(gè)直流偏置Rdtjk得到第二橋臂的第k個(gè)調(diào)制波URdtjk ;第k個(gè)負(fù)載的第三橋臂的端采用第三橋臂的第k個(gè)正弦波Rtak疊加第k個(gè)直流偏置Rdtjk得到第三橋臂的第k個(gè)調(diào)制波Rtak+Rd()k;第一橋臂的第k個(gè)正弦波Ru1k、第二橋臂的第k個(gè)正弦波Rwt和第三橋臂的第k個(gè)正弦波Rtak相位依次相差120°。
[0012]上述控制方法中，第一橋臂的第k個(gè)調(diào)制波Rm+R-與第j個(gè)載波?.通過第k個(gè)比較器，當(dāng)?shù)谝粯虮鄣牡趉個(gè)調(diào)制波Rm+R-大于第j個(gè)載波?.時(shí)，第k個(gè)比較器輸出高電平，當(dāng)?shù)谝粯虮鄣牡趉個(gè)調(diào)制波URdtjk小于第j個(gè)載波&時(shí)，第k個(gè)比較器輸出低電平，其中k的取值為1~N ;第i個(gè)比較器的輸出作為第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平；第k-Ι個(gè)比較器的輸出通過第k-Ι個(gè)非門，第k-1個(gè)非門的輸出與第k個(gè)比較器的輸出通過第k-Ι個(gè)異或門得到第一橋臂的第k個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平，其中k的取值為2~N ;第N個(gè)比較器的輸出通過第N個(gè)非門得到第一橋臂的第N+1個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平；第二橋臂的第k個(gè)調(diào)制波Rw+R-與第j個(gè)載波&通過第N+k個(gè)比較器，當(dāng)?shù)诙虮鄣牡趉個(gè)調(diào)制波URdtjk大于第j個(gè)載波&時(shí)，第N+k個(gè)比較器輸出高電平，當(dāng)?shù)诙虮鄣牡趉個(gè)調(diào)制波URdtjk小于第j個(gè)載波&時(shí)，第N+k個(gè)比較器輸出低電平，其中k的取值為I~N ;第N+1個(gè)比較器的輸出作為第二橋臂的第I個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平；第奸1^-1個(gè)比較器的輸出通過第Ν+k-l個(gè)非門，第N+k-1個(gè)非門的輸出與第N+k個(gè)比較器的輸出通過第N-1+k-l個(gè)異或門得到第二橋臂的第k個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平，其中k的取值為2~N ;第2*N個(gè)比較器的輸出通過第2*N個(gè)非門得到第二橋臂的第N+1個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平；第三橋臂的第k個(gè)調(diào)制波Rtak+Rd()k與第j個(gè)載波Cj通過第2*N+k個(gè)比較器，當(dāng)?shù)谌龢虮鄣牡趉個(gè)調(diào)制波Rtak+Rd()k大于第j個(gè)載波Cj時(shí)，第2*N+k個(gè)比較器輸出高電平，當(dāng)?shù)谌龢虮鄣牡趉個(gè)調(diào)制波Rtak+Rd()k小于第j個(gè)載波Cj時(shí)，第2*N+k個(gè)比較器輸出低電平，其中k的取值為I~N ;第2*N+1個(gè)比較器的輸出作為第三橋臂的第I個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平；第2*N+k-l個(gè)比較器的輸出通過第2*N+k-l個(gè)非門，第2*N+k-l個(gè)非門的輸出與第2*N+k個(gè)比較器的輸出通過第2* (N-1)+k-Ι個(gè)異或門得到第三橋臂的第k個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平，其中k的取值為2~N;第3*N個(gè)比較器的輸出通過第3*N個(gè)非門得到第三橋臂的第N+1個(gè)開關(guān)組的第j個(gè)功率開關(guān)單元的第二開關(guān)管門極的控制電平。
[0013]工作模式包括同頻工作模式(CF模式)和異頻工作模式(DF模式)，CF模式中，N路三相輸出的頻率相同，幅值不相同；DF模式中，N路三相輸出的頻率和幅值均不同。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)勢為:具有N路線電壓為2n+l電平的交流輸出，輸出電流波形質(zhì)量很高，功率開關(guān)單元中每個(gè)開關(guān)管承受的電壓應(yīng)力僅為直流母線電壓的1/n，同時(shí)能保證變換器工作過程中所有開關(guān)管承受的電壓相等，很好的解決了開關(guān)管的均壓問題。與現(xiàn)有的三相3N+3開關(guān)變換器相比較，本實(shí)用新型所提供的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器的N路輸出均為2n+l電平線電壓的交流輸出，輸出交流波形的質(zhì)量有了極大的提高。此外，每個(gè)開關(guān)管的承受的電壓應(yīng)力僅為直流母線電壓的1/n，且本實(shí)用新型所提供的控制方法使變換器工作過程中所有開關(guān)管承受的電壓相等，很好的解決了開關(guān)管的均壓問題，這將非常有利于N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器在高壓和大功率場合的應(yīng)用。與現(xiàn)有的MMC變換器相比較，本實(shí)用新型所提供的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器具有N路三相交流輸出，可直接用于N條不同頻率的三相交流線路的相連，極大的降低了工程成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是圖1所示的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器的開關(guān)功率單元的電路結(jié)構(gòu)圖；[0017]圖3a~圖3c是圖1所示的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器的載波移相PWM控制結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4a、4b是三輸出三相十二開關(guān)組九電平MMC逆變器分別工作于CF模式和DF模式下的調(diào)制波；
[0019]圖5al、圖5a2、圖5a3、圖5bl、圖5b2、圖5b3是三輸出三相十二開關(guān)組九電平MMC逆變器工作于CF模式和DF模式的仿真波形圖。
【具體實(shí)施方式】[0020]為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的內(nèi)容和特點(diǎn)，以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案進(jìn)行具體說明。但本實(shí)用新型的實(shí)施不限于此。
[0021]參考圖1，本實(shí)用新型的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器，包括直流電源Udc、第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂、N個(gè)三相負(fù)載；所述第一橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組(Bu1、Bu2、…、Bu_)和2個(gè)電感(Lul、Lu2)串聯(lián)而成，所述第二橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組(Bv1、Bv2、…、Bv(n+1))和2個(gè)電感(Lvl、Lv2)串聯(lián)而成，所述第三橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組(Bwl、Bw2、…、BW(N+1))和2個(gè)電感(Lwl、Lw2)串聯(lián)而成；第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bui由η個(gè)功率開關(guān)單元(SMBuil、SMBui2、…、SMBuin)串聯(lián)而成,第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bvi由η個(gè)功率開關(guān)單元(SMBvil、SMBvi2、…、SMBvin)串聯(lián)而成，第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bwi由η個(gè)功率開關(guān)單元(SMBwil、SMewi2,…、SMBwin)串聯(lián)而成，其中i的取值為I~N+1 ;第k個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組Bu(k+1)的上端O、第二橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組Bv(k+1)的上端O、第三橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組Bw(k+1)的上端ο連接，其中k的取值為I~N-1 ;第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Βλ的下端P、第二橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Bvn的下端P、第三橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Bwn的下端P連接；第k個(gè)負(fù)載的三端作為第k路三相輸出，其中k的取值為I~N。
[0022]直流電源Udc的正極與第一橋臂的第I個(gè)開關(guān)組Bul的上端O、第二橋臂的第I個(gè)開關(guān)組Bvl的上端O、第三橋臂的第I個(gè)開關(guān)組Bwl的上端ο連接；第一橋臂的第I個(gè)開關(guān)組Bul的下端P與第一橋臂的第I個(gè)電感Lul的一端連接，第一橋臂的第I個(gè)電感Lul的另一端與第一橋臂的第2個(gè)開關(guān)組Bu2的上端ο連接；第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bui的下端P與第一橋臂的第i+Ι個(gè)開關(guān)組Bu(i+1)的上端ο連接，其中i的取值為2~N-1 ;第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Bun的下端P與第一橋臂的第2個(gè)電感Lu2的一端連接，第一橋臂的第2個(gè)電感Lu2的另一端與第一橋臂的第N+1個(gè)開關(guān)組Bu(n+1)的上端ο連接；第二橋臂的電路結(jié)構(gòu)、第三橋臂的電路結(jié)構(gòu)與第一橋臂的電路結(jié)構(gòu)完全一致；第k個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組Bu(k+1)的上端O、第二橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組Bv(k+1)的上端O、第三橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組Bw(k+1)的上端ο連接，其中k的取值為I~N-1 ;第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Βλ的下端P、第二橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Bvn的下端P、第三橋臂的第N個(gè)開關(guān)組Bwn的下端P連接。
[0023]圖2示出圖1所示的N輸出三相3Ν+3開關(guān)組MMC逆變器的開關(guān)功率單元的電路結(jié)構(gòu)圖。功率開關(guān)單元由第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第一二極管D1、第二二極管D2和電容Csm構(gòu)成。其中，電容Csm的正極與第一開關(guān)管S1的集電極、第一二極管D1的陰極連接，第一開關(guān)管S1的發(fā)射極與第一二極管D1的陽極、第二開關(guān)管S2的集電極、第二二極管D2的陰極連接，第二開關(guān)管S2的發(fā)射極與第二二極管D2的陽極、電容Csm的負(fù)極連接；第二開關(guān)管S2的集電極作為第一輸出端，第二開關(guān)管S2的發(fā)射極作為第二輸出端。
[0024]如圖1所示，第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bui的第j個(gè)功率開關(guān)單元SMbuu的第二輸出端與第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bui的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元Ssffiui?+1)的第一輸出端連接，其中j取值為I~n-1，i取值為I~N+1 ;第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bvi的第j個(gè)功率開關(guān)單元SMbvu的第二輸出端與第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bvi的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元SMBvi(j+1)的第一輸出端連接；第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bvi的第j個(gè)功率開關(guān)單元SMBvij的第二輸出端與第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組Bvi的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元 SMBvi (j+1) 的第一輸出端連接。
[0025]如圖1所示，k路交流輸出線電壓為:
【權(quán)利要求】
1.N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器，其特征在于:包括直流電源(Ud。)、第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂和N個(gè)三相負(fù)載；所述第一橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組(BfBf.'Bu0w))和2個(gè)電感(Lu1、Lu2)串聯(lián)而成，所述第二橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組(Bv1、Bv2、…、Bv(n+1))和2個(gè)電感(Lv1、Lv2)串聯(lián)而成，所述第三橋臂由N+1個(gè)開關(guān)組(Bw1、Bw2、…、Bw(n+1))和2個(gè)電感(Lw1、Lw2)串聯(lián)而成；第一橋 臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bui)由η個(gè)功率開關(guān)單元(SMBuil、SMBui2、…、SMBuin)串聯(lián)而成，第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bvi)由η個(gè)功率開關(guān)單元(SMBvil、SMevi2,…、SMBvin)串聯(lián)而成，第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bwi)由η個(gè)功率開關(guān)單元(SMBwil、SMewi2,…、SMBwin)串聯(lián)而成，其中i的取值為fN+Ι ;第1^個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組(Bu(k+1))的上端(O)、第二橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組(Bv(k+1))的上端(O)、第三橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組(Bw(k+1))的上端(ο)連接，其中k的取值為fN-Ι ;第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Bun)的下端(p)、第二橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Bvn)的下端(p)、第三橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Bwn)的下端(P)連接；第k個(gè)負(fù)載的三端作為第k路三相輸出，其中k的取值為1、，N>2，n為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器，其特征在于:第一橋臂的兩個(gè)電感(Lul、Lu2)相互耦合，構(gòu)成一對耦合電感；第二橋臂的兩個(gè)電感(Lvl、Lv2)相互耦合，構(gòu)成一對稱合電感；第三橋臂的兩個(gè)電感(Lwl、Lw2)相互稱合,構(gòu)成一對稱合電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器，其特征在于:直流電源(Ud。)的正極與第一橋臂的第I個(gè)開關(guān)組(Bul)的上端(O)、第二橋臂的第I個(gè)開關(guān)組(Bvl)的上端(O)、第三橋臂的第I個(gè)開關(guān)組(Bwl)的上端(ο)連接；第一橋臂的第I個(gè)開關(guān)組(Bul)的下端(P)與第一橋臂的第I個(gè)電感(Lul)的一端連接，第一橋臂的第I個(gè)電感(Lul)的另一端與第一橋臂的第2個(gè)開關(guān)組(Bu2)的上端(ο)連接；第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bui)的下端(P)與第一橋臂的第i+Ι個(gè)開關(guān)組(Bu(i+1))的上端(ο)連接，其中i的取值為2~N-1 ;第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Bun)的下端(P)與第一橋臂的第2個(gè)電感(Lu2)的一端連接，第一橋臂的第2個(gè)電感(Lu2)的另一端與第一橋臂的第N+1個(gè)開關(guān)組(Bu_)的上端(ο)連接；第二橋臂的電路結(jié)構(gòu)、第三橋臂的電路結(jié)構(gòu)與第一橋臂的電路結(jié)構(gòu)完全一致；第k個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組(Bu(k+1))的上端(O)、第二橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組(Bv(k+1))的上端(O)、第三橋臂的第k+Ι個(gè)開關(guān)組(Bw(k+1))的上端(ο)連接，其中k的取值為BvΝ-1 ;第N個(gè)三相負(fù)載的三端分別與第一橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Βλ)的下端(P)、第二橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Bvn)的下端(P)、第三橋臂的第N個(gè)開關(guān)組(Bwn)的下端(P)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N輸出三相3Ν+3開關(guān)組MMC逆變器，其特征在于:功率開關(guān)單元由第一開關(guān)管(S1X第二開關(guān)管(S2)、第一二極管(D1X第二二極管(D2)和電容(Csm)構(gòu)成，其中，電容(Csm)的正極與第一開關(guān)管(S1)的集電極、第一二極管(D1)的陰極連接，第一開關(guān)管(S1)的發(fā)射極與第一二極管(D1)的陽極、第二開關(guān)管(S2)的集電極、第二二極管(D2)的陰極連接，第二開關(guān)管(S2)的發(fā)射極與第二二極管(D2)的陽極、電容(Csm)的負(fù)極連接；第二開關(guān)管(S2)的集電極作為第一輸出端，第二開關(guān)管(S2)的發(fā)射極作為第二輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N輸出三相3N+3開關(guān)組MMC逆變器，其特征在于:第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bui)的第j個(gè)功率開關(guān)單元(SMbuu)的第二輸出端與第一橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bui)的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元(SMBum+1))的第一輸出端連接，其中j取值為fn-1，i取值為fN+Ι ;第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bvi)的第j個(gè)功率開關(guān)單元(SMbvu)的第二輸出端與第二橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bvi)的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元(SMBv&+1))的第一輸出端連接；第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bvi)的第j個(gè)功率開關(guān)單元(SMBvij)的第二輸出端與第三橋臂的第i個(gè)開關(guān)組(Bvi )的第j+Ι個(gè)功率開關(guān)單元(SMBvm+1))的第一輸出端連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/539GK203722504SQ201420056637
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】張波, 付堅(jiān), 丘東元 申請人:華南理工大學(xué)