個二極管(Dxl、Dx2……Dxm)，以及m個用于實現(xiàn)靜態(tài)均壓的電阻(Rx1、Rx2……RJ組成。其中m為大于或等于2的整數(shù)。每個IGBT與相應(yīng)的二極管反并聯(lián)后，再與一個靜態(tài)均壓電阻并聯(lián)。IGBTTxl的發(fā)射極與IGBTTjJ^集電極相連，IGBTTx2的發(fā)射極與IGBTT ^的集電極相連，以此類推，IGBTT x(m_D的發(fā)射極與IGBTTxm的集電極相連。IGBTTxl的集電極作為IGBT串聯(lián)閥S』勺p端，IGBTT xm的發(fā)射極作為IGBT串聯(lián)閥S, q 端。
[0025]帶IGBT串聯(lián)閥結(jié)構(gòu)的三相橋式結(jié)構(gòu)I具有三個結(jié)構(gòu)相同的相臂，每個相臂由兩個IGBT串聯(lián)閥串聯(lián)組成:IGBT串聯(lián)閥q端與IGBT串聯(lián)閥S 2的p端相連，連接于a ；IGBT串聯(lián)閥53的q端與IGBT串聯(lián)閥S 4的p端相連，連接于b。點；IGBT串聯(lián)閥S 5的q端與IGBT串聯(lián)閥&的P端相連，連接于c ^點。高壓交流電網(wǎng)的三相電壓U a、Ub、U。分別從點a。、點K、點Ctl接入到電力電子變壓器中。S P SjP S 5的P端連接在一起，S 2、SjP S 6的q端連接在一起，兩端分別引出形成高壓直流母線。
[0026]隔離級由高壓側(cè)直流母線均壓電容2、n個三相隔離型雙向直流變換器4和低壓側(cè)直流母線電容5組成，其中η為大于或等于2的整數(shù)。
[0027]高壓側(cè)直流母線均壓電容2由η個均壓電容(C1X2……Cn)順次串聯(lián)組成，同時連接在高壓直流母線的兩端上。每個均壓電容的兩端與一個三相隔離型雙向直流變換器4的高壓端口相連。
[0028]三相隔離型雙向直流變換器4的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。其中，第η個三相隔離型雙向直流變換器4由兩個三相橋式結(jié)構(gòu)Hnl和Ηη2，以及一個三相高頻變壓器Tn組成。三相橋式結(jié)構(gòu)Hnl具有三個結(jié)構(gòu)相同的相臂，每個相臂由兩個電力電子開關(guān)器件串聯(lián)組成:電力電子開關(guān)Tnl與電力電子開關(guān)T J12同向串聯(lián)，連接于aη? ；電力電子開關(guān)T&與電力電子開關(guān)Tn4同向串聯(lián)，連接于b ?點；電力電子開關(guān)T ?5與電力電子開關(guān)同向串聯(lián)，連接于c ?點。每個電力電子開關(guān)器件(TnPTn2......Tn6)的兩端分別反并聯(lián)一個二極管(Dnl、Dn2......Dn6)。點
an、bn^P c ?分別與三相高頻變壓器T n的原邊三相相連。三相橋式結(jié)構(gòu)H ?2與H nl結(jié)構(gòu)相同，三個相臂中心點rn、Sn^P t ?分別與三相高頻變壓器T n的副邊三相相連。
[0029]η個三相隔離型雙向直流變換器的低壓端口并聯(lián)連接，連接在低壓側(cè)直流母線電容5的兩端。
[0030]低壓級是一個三相橋式結(jié)構(gòu)6，其與三相橋式結(jié)構(gòu)H1^Hn2具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。將三相橋式結(jié)構(gòu)6的直流端口與低壓側(cè)直流母線電容5的兩端相連。三個相臂中心點IV S0和h分別與低壓交流電網(wǎng)的三相電壓H Ut相連。
[0031 ] 至此，本實用新型電力電子變壓器搭建完成。以上所述電力電子開關(guān)器件可以是IGBT、功率MOSFET、IGCT、GTO等全控型開關(guān)器件。
【主權(quán)項】
1.一種配電用的電力電子變壓器，其特征在于，包括依次級聯(lián)的高壓級、隔離級和低壓級； 所述高壓級為一個帶IGBT串聯(lián)閥的三相橋式結(jié)構(gòu)； 所述隔離級由η個高壓側(cè)直流母線均壓電容、η個三相隔離型雙向直流變換器和I個低壓側(cè)直流母線電容組成: 其中，η為大于等于2的整數(shù)；η個高壓側(cè)直流母線均壓電容相互串聯(lián)，且連接在高壓級直流側(cè)兩端，每個高壓側(cè)直流母線均壓電容的兩端均與一個三相隔離型雙向直流變換器的高壓端相連；11個三相隔離型雙向直流變換器的低壓端并聯(lián)，且均連接在低壓側(cè)直流母線電容的兩端； 所述的低壓級為三相橋式結(jié)構(gòu)，其直流端口與隔離級的低壓側(cè)直流母線電容的兩端相連，其交流端口與三相低壓交流電網(wǎng)直接相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電用的電力電子變壓器，其特征在于，所述高壓級的三相橋式結(jié)構(gòu)由六個IGBT串聯(lián)閥組成，且每兩個IGBT串聯(lián)閥構(gòu)成一個相臂，三個相臂相互連接組成三相橋式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種配電用的電力電子變壓器，其特征在于，所述三個相臂的中間點均與三相高壓交流電網(wǎng)相連，三個相臂的兩端連接到高壓直流母線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種配電用的電力電子變壓器，其特征在于，所述IGBT串聯(lián)閥由m個IGBT和m個二極管組成，每個IGBT先反并聯(lián)一個二極管和一個靜態(tài)均壓電阻，再與其它并聯(lián)了二極管和靜態(tài)均壓電阻的IGBT串聯(lián)；其中，m為大于等于2的整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電用的電力電子變壓器，其特征在于，所述的三相隔離型雙向直流變換器由兩個三相橋式結(jié)構(gòu)和一個三相高頻變壓器組成，三相高頻變壓器的原邊和副邊分別與兩個三相橋式結(jié)構(gòu)的交流端相連，兩個三相橋式結(jié)構(gòu)的直流端分別作為該電力電子變壓器的兩個直流端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電用的電力電子變壓器，其特征在于，所述高壓級和低壓級能夠分別作為該電力電子變壓器的輸入級或輸出級以實現(xiàn)功率的雙向傳輸。
【專利摘要】本實用新型公開了一種配電用的電力電子變壓器，包括依次串聯(lián)的高壓級、隔離級和低壓級；高壓級為一個帶IGBT串聯(lián)閥的三相橋式結(jié)構(gòu)；隔離級由n個高壓側(cè)直流母線均壓電容、n個三相隔離型雙向直流變換器和1個低壓側(cè)直流母線電容組成；所述的低壓級為三相橋式結(jié)構(gòu)，其直流端口與隔離級的低壓側(cè)直流母線電容的兩端相連，其交流端口與三相低壓交流電網(wǎng)直接相連。本實用新型采用三相隔離型雙向直流變換器，使其中的直流環(huán)節(jié)具有較小的紋波，大大減小了磁性元件與濾波器件的體積，提高了整機(jī)的功率密度。該電力電子變壓器結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，能夠?qū)崿F(xiàn)電壓變換、電氣隔離及能量的雙向流動，還具有電能質(zhì)量調(diào)節(jié)和無功補(bǔ)償?shù)裙δ堋?br>【IPC分類】H02M3-28, H02M5-458
【公開號】CN204361913
【申請?zhí)枴緾N201420849636
【發(fā)明人】李卓強(qiáng), 王躍, 黃珺, 蔣勇斌
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月27日