The invention discloses an input current waveform optimization topology of an active third harmonic injection matrix converter, which comprises a three-phase AC power supply, an input filter, a voltage selector IVS, a bus filter, a third harmonic injection circuit, a current-source inverter CSI, a three-phase AC load, and an output filter inductor; and the voltage selector IVS. The third harmonic injection circuit includes a y-arm composed of a fully controlled device and a harmonic injection current filter inductor Ly. The topology is provided with a bus filter on the bus. This topology can effectively suppress the input current sector switching distortion and improve the input current waveform caused by the switching between the high-frequency bus current and the low-frequency harmonic injection inductance current.
【技术实现步骤摘要】
有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形优化拓扑结构
本专利技术涉及一种电能变换装置,特别涉及一种能够改善有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形的拓扑结构。
技术介绍
矩阵变换器(MC)是一种无需大容量储能元件的AC-AC功率变换器,具有体积小、重量轻、可靠性高、能量可双向流动和正弦化输入输出等优点,在世界范围内被广泛研究。双级式矩阵变换器是矩阵变换器的一种子类,具有箝位电路简单、换流控制策略容易实现等优点,但是存在输入功率因数角控制范围小,无功功率控制能力弱的局限性。在这样的背景下,基于有源三次谐波注入技术的新型矩阵变换器有源三次谐波注入矩阵变换器(H3IMC)被研究人员提出,如附图1所示。有源三次谐波注入矩阵变换器也无需大容量储能元件,因此继承了双级式矩阵变换器的大部分优点,但H3IMC包含的谐波注入电路也能够向输入电源中注入期望的无功功率,这使其在理论上突破了传统MC无功功率控制能力弱的局限性。然而,附图1所示的拓扑结构输入电流在扇区切换处存在着畸变,仿真波形如图4所示。这是由于在扇区切换处,发生换流的两相,一相为母线电流,受逆变器影响而呈斩波状,另一相为谐波注入电路滤波电感电流,经过电感滤波因此主要为低频电流。这二者切换时,由于母线斩波电流在换流点处瞬时值不确定,与低频的电感电流之间的切换会产生电流突变,引起输入滤波器震荡,从而使输入电流畸变。
技术实现思路
本专利技术的目的,在于提供一种能够改善有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形的拓扑结构,能够有效抑制有源三次谐波注入矩阵变换器由于高频的母线电流与低频的谐波注入电感电流的切换导致的输入电流扇区切换畸 ...
【技术保护点】
1.有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形优化拓扑结构,包括三相交流电源、输入滤波器、电压选择器(IVS)、母线滤波器、三次谐波注入电路、电流型逆变器(CSI)、三相交流负载、输出滤波电感;所述电压选择器包括整流级和三个双向开关,整流级包括全控型器件组成的三个桥臂,所述三次谐波注入电路包括全控型器件组成的y桥臂和一个谐波注入电流滤波电感(Ly),其特征在于:所述拓扑结构在母线上设有母线滤波器,所述输入滤波器包括三个输入滤波电感。
【技术特征摘要】
1.有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形优化拓扑结构,包括三相交流电源、输入滤波器、电压选择器(IVS)、母线滤波器、三次谐波注入电路、电流型逆变器(CSI)、三相交流负载、输出滤波电感;所述电压选择器包括整流级和三个双向开关,整流级包括全控型器件组成的三个桥臂,所述三次谐波注入电路包括全控型器件组成的y桥臂和一个谐波注入电流滤波电感(Ly),其特征在于:所述拓扑结构在母线上设有母线滤波器,所述输入滤波器包括三个输入滤波电感。2.如权利要求1所述的一种有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形优化拓扑结构,其特征在于:所述三相交流电源通过输入滤波器接在电压选择器的三相输入端,电压选择器(IVS)的x、z两端通过所述母线滤波器接到电流型逆变器(CSI)的直流端p、n,所述y桥臂端通过三次谐波注入电路接到双向开关,三相交流负载通过输出滤波电感接到电流型逆变器(CSI)的三相交流输出端。3.如权利要求1所述的一种有源三次谐波注入矩阵变换器输入电流波形优化拓扑结构,其特征在于:所述母线滤波器包括两个母线滤波电感(Lx、Lz)和滤波电容(Cpn);所述母线滤波电感(Lx、Lz)分别接在电压选择器(IVS)输出的x、z两端...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆程佳,周波,雷家兴,朱奕琦,杨岚,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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