【技术实现步骤摘要】
一种模块化多电平变换器、控制系统及其应用
本公开涉及高压大功率模块化多电平变换器
，特别是涉及一种模块化多电平变换器、控制系统及其应用。
技术介绍
参见附图1所示，为现有的标准的九桥臂模块化多电平换流器，其上、中、下桥臂均由半桥型子模块组成，被广泛应用于具有两组三相交流输出端子的中高压大功率场合，比如统一潮流控制器，中压双电机驱动。标准的九桥臂模块化多电平变换器不但保留了传统六桥臂模块化多电平变换器模块化、易拓展、输出电压、电流谐波含量少等优点，而且还可以节省25％的子模块和50％的桥臂电感。专利技术人在研究中发现，由于其中间桥臂采用只能输出0和正电平的半桥型子模块，所以中间桥臂电压在任何时刻只能为正，但是对于某些运行工况，中间桥臂电压需要为负，因此标准九桥臂模块化多电平变换器的一个缺陷是运行范围受到限制。此外，传统六桥臂的模块化多电平变换器直流侧电压为NUc，而标准九桥臂模块化多电平变换器的直流侧电压为1.5NUc，所以标准九桥臂模块化多电平变换器的另一个缺陷是直流侧电压的利用率较低。全桥型子模块虽然既可以产生正电平又可以产生负电平，但其所需的半导体器件数...
【技术保护点】
1.一种模块化多电平变换器，其特征是，所述模块化多电平变换器为单相混合三桥臂模块化多电平变换器，其拓扑结构由上、中、下三个桥臂组成，上、下桥臂由N个相同的半桥型子模块和一个桥臂电感级联组成，中间桥臂由K个相同的单向电流全桥型子模块级联组成；上桥臂电感下端与中间桥臂上端连接点为上输出交流母线，下桥臂电感上端与中间桥臂下端连接点为下输出交流母线，其中，N为任意不小于1的整数，K为任意不小于0的整数，K的取值小于N。
【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平变换器，其特征是，所述模块化多电平变换器为单相混合三桥臂模块化多电平变换器，其拓扑结构由上、中、下三个桥臂组成，上、下桥臂由N个相同的半桥型子模块和一个桥臂电感级联组成，中间桥臂由K个相同的单向电流全桥型子模块级联组成；上桥臂电感下端与中间桥臂上端连接点为上输出交流母线，下桥臂电感上端与中间桥臂下端连接点为下输出交流母线，其中，N为任意不小于1的整数，K为任意不小于0的整数，K的取值小于N。2.如权利要求1所述的一种模块化多电平变换器，其特征是，所述单向电流全桥型子模块包括S2和S3两个带反并联二极管的全控型半导体器件、D1和D4两个二极管以及一个电容器，其中D1的正极与S2的集电极相连，构成单向电流全桥型子模块的正端，S3的发射极与D4的负极相连，构成单向电流全桥型子模块的负端；D1的负极与S3的集电极相连，然后均与电容器正端相连，D4的正极与S2的发射极相连，然后均与电容器负端相连。3.如权利要求1所述的一种模块化多电平变换器，其特征是，所述半桥型子模块包括S1和S2两个带反并联二极管的全控型半导体器件和一个电容器，其中，S1的发射极与S2的集电极相连，并作为半桥型子模块的正端；S1的集电极与电容器的正端相连，S2的发射极与电容器的负端相连，并作为半桥型子模块的负端。4.一种模块化多电平变换器，其特征是，所述模块化多电平变换器为三相混合九桥臂模块化多电平变换器，由三个权利要求1-3任一所述的单相混合三桥臂模块化多电平变换器组成；三个单相混合三桥臂模块化多电平变换器上桥臂的上输出端连接在一起作为直流母线正端，下桥臂的下输出端连接在一起作为直流母线负端；每一相上、下交流输出端子分别组成对应的上、下两组三相交流输出端子。5.如权利要求4所述的一种模块化多电平变换器，其特征是，三相混合九桥臂模块化多电平变换器上、下两组三相交流输出端子均直接连接三相高压电网或两组高压大功率负载；或一组三相交流输出端子连接三相高压电网，另一组三相交流输出端子连接高压大功率负载。6.如权利要求4所述的一种模块化多电平变换器，其特征是，K为任意不小于0的整数...
【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，秦福田，蒿天衢，张承慧，吴强，张祯滨，郝全睿，王晓龙，许涛，马展，孟祥剑，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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