多電平變換器拓撲結構綜述及展望
發(fā)布時間:2021-09-19 15:38
多電平變換器具有輸出諧波小、dv/dt小、器件電壓應力小等優(yōu)點,廣泛應用于電力系統(tǒng)、電力傳動等高壓大容量電能變換場合。該文對多電平拓撲結構進行分析總結,為構造滿足不同應用場合、不同特點的多電平變換器提供思路。文章首先從基本單元分析法出發(fā),得出了多電平電路的具體實現(xiàn)方式,然后系統(tǒng)地介紹幾種典型多電平變換器的拓撲結構和工作原理,再分別從不同的拓撲結構出發(fā),回顧國內(nèi)外最新研究進展,分析多電平拓撲結構的發(fā)展趨勢,并且指出多電平變換器在新拓撲結構、軟開關技術上的重要發(fā)展方向,為多電平拓撲結構的發(fā)展提供了新思路。
【文章來源】:電機與控制學報. 2020,24(09)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
直流電平獲取方法
根據(jù)任何一個電力電子電路都是由任意開關器件與電壓源串聯(lián),節(jié)點連接電流源的原則,以及上述多電平電路的電平獲取方法,可得出圖2(a)所示的電力電子電路基本單元結構,進而得到一種半橋基本單元。如圖2(b)所示,該基本單元結構由電容、可控開關管和反并聯(lián)二極管構成,開關管S1和S2工作在互補狀態(tài),反并聯(lián)二極管為電流提供了雙向通路,在輸出端VO可以得到0和E兩種不同的電平。通過基本單元的級聯(lián)可以實現(xiàn)不同結構的多電平電路。1.2 二極管箝位型拓撲結構
文獻[17]對二極管箝位型拓撲結構的二極管連接方式進行調(diào)整,改進的拓撲結構實現(xiàn)了箝位二極管之間多級電壓箝位,解決了二極管受壓不均的問題。文獻[18]提出一種T型多電平拓撲結構,如圖4(a)所示,采用2個反串聯(lián)的開關管來代替原有的箝位二極管,實現(xiàn)中性點電壓箝位,相比于二極管箝位型拓撲結構,減少了箝位二極管的使用,但開關管的串聯(lián)會帶來靜態(tài)、動態(tài)均壓的問題。在此基礎上,文獻[19]對T拓撲結構進一步改進,如圖4(b)所示,采用逆阻型開關器件并聯(lián)來代替雙向開關,減小損耗。圖4 T型拓撲結構
【參考文獻】:
期刊論文
[1]采用開關電容/開關電感的多電平逆變器拓撲研究綜述[J]. 吳學智,祁靜靜,劉京斗,楊安娜,呂格格,趙志剛,張雪芬. 中國電機工程學報. 2020(01)
[2]含開關電容的有源箝位多電平逆變器[J]. 吳學智,趙亞雪,劉京斗,劉鋒,王杰,趙志剛,張雪芬. 電網(wǎng)技術. 2020(04)
[3]多電平變換器的一維空間矢量調(diào)制技術研究[J]. 吳學智,劉鋒,劉京斗,趙亞雪,王杰,劉旭. 電網(wǎng)技術. 2019(11)
[4]三電平ANPC逆變器中點電壓平衡和開關損耗減小的SVM控制策略[J]. 胡存剛,芮濤,馬大俊,王群京,羅方林. 中國電機工程學報. 2016(13)
[5]基于空間電壓矢量的有源中點箝位型五電平逆變器母線中點電壓平衡問題的研究[J]. 劉戰(zhàn),譚國俊,李浩,葉宗彬. 中國電機工程學報. 2015(24)
[6]多電平逆變器通用電容電壓平衡優(yōu)化算法[J]. 李俊杰,姜建國,戴鵬,喬樹通. 電機與控制學報. 2015(01)
本文編號:3401881
【文章來源】:電機與控制學報. 2020,24(09)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
直流電平獲取方法
根據(jù)任何一個電力電子電路都是由任意開關器件與電壓源串聯(lián),節(jié)點連接電流源的原則,以及上述多電平電路的電平獲取方法,可得出圖2(a)所示的電力電子電路基本單元結構,進而得到一種半橋基本單元。如圖2(b)所示,該基本單元結構由電容、可控開關管和反并聯(lián)二極管構成,開關管S1和S2工作在互補狀態(tài),反并聯(lián)二極管為電流提供了雙向通路,在輸出端VO可以得到0和E兩種不同的電平。通過基本單元的級聯(lián)可以實現(xiàn)不同結構的多電平電路。1.2 二極管箝位型拓撲結構
文獻[17]對二極管箝位型拓撲結構的二極管連接方式進行調(diào)整,改進的拓撲結構實現(xiàn)了箝位二極管之間多級電壓箝位,解決了二極管受壓不均的問題。文獻[18]提出一種T型多電平拓撲結構,如圖4(a)所示,采用2個反串聯(lián)的開關管來代替原有的箝位二極管,實現(xiàn)中性點電壓箝位,相比于二極管箝位型拓撲結構,減少了箝位二極管的使用,但開關管的串聯(lián)會帶來靜態(tài)、動態(tài)均壓的問題。在此基礎上,文獻[19]對T拓撲結構進一步改進,如圖4(b)所示,采用逆阻型開關器件并聯(lián)來代替雙向開關,減小損耗。圖4 T型拓撲結構
【參考文獻】:
期刊論文
[1]采用開關電容/開關電感的多電平逆變器拓撲研究綜述[J]. 吳學智,祁靜靜,劉京斗,楊安娜,呂格格,趙志剛,張雪芬. 中國電機工程學報. 2020(01)
[2]含開關電容的有源箝位多電平逆變器[J]. 吳學智,趙亞雪,劉京斗,劉鋒,王杰,趙志剛,張雪芬. 電網(wǎng)技術. 2020(04)
[3]多電平變換器的一維空間矢量調(diào)制技術研究[J]. 吳學智,劉鋒,劉京斗,趙亞雪,王杰,劉旭. 電網(wǎng)技術. 2019(11)
[4]三電平ANPC逆變器中點電壓平衡和開關損耗減小的SVM控制策略[J]. 胡存剛,芮濤,馬大俊,王群京,羅方林. 中國電機工程學報. 2016(13)
[5]基于空間電壓矢量的有源中點箝位型五電平逆變器母線中點電壓平衡問題的研究[J]. 劉戰(zhàn),譚國俊,李浩,葉宗彬. 中國電機工程學報. 2015(24)
[6]多電平逆變器通用電容電壓平衡優(yōu)化算法[J]. 李俊杰,姜建國,戴鵬,喬樹通. 電機與控制學報. 2015(01)
本文編號:3401881
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