具有公共高压直流母线的级联多电平整流器制造技术

本实用新型专利技术具有公共高压直流母线的级联多电平整流器，属于AC/DC变换技术及其控制技术。该变换器提供多种主功率电路，每种主功率电路都由若干个模块单元级联组成，用于构成一对公共高压直流母线，极大降低了功率开关管的电压应力，克服了传统整流器由于功率开关管电压应力限制而不能产生高直流母线电压的缺点。本实用新型专利技术提供的整流器及控制策略平衡了输出侧各串联电容电压，实现应用低耐压的功率开关管完成高电压下的大功率整流变换，且不需要使用庞大笨重，接线复杂的工频移相变压器的隔离，极大简化了主功率电路拓扑，提高了系统的工作效率，体积小重量轻，成本低，在中高压直流输电、大功率的中高压变频器等领域具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
具有公共高压直流母线的级联多电平整流器
本技术属于大功率高电压整流变换
,特别涉及一种具有高电压公共直流母线的级联多电平整流电路的系统实现方案。
技术介绍
近年来，“多电平功率变换器”(MultilevelConverter)在中高电压大功率变频调速、有源电力滤波、高压直流(HVDC)输电和电力系统无功补偿等领域已得到越来越多的成功应用。多电平变换器的基本电路拓扑结构大致可分为箝位型和单元级联型两大类。目前在工业中得到广泛应用的由西门子公司或ABB公司生产的二极管箝位型三电平中高压变频器，以及由罗宾康公司或利德华福公司生产的级联H桥中高压变频器就是这两类产品的典型代表。在这两类中高压变频器中，无论哪一类，为了应用低耐压的电力电子器件完成高电压的功率变换，均需在整流输入侧使用体积庞大、接线复杂、价格昂贵的工频移相变压器实现电气隔离。这使其在许多工业场合的应用受到限制。无工频变压器级联式多电平变换器，近年来在电力电子
受到广泛关注，被认为是适用于新能源发电系统接入和满足分布式发电需求的智能电网接口或新一代中高压变频器的理想实现方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有公共高压直流母线的级联多电平整流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括高频滤波器、单相二极管整流桥、升压电感L和第一模块单元(A)，其特征在于：所述第一模块单元(A)包括两个开关器件S

【技术特征摘要】
1.具有公共高压直流母线的级联多电平整流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括高频滤波器、单相二极管整流桥、升压电感L和第一模块单元(A)，其特征在于：所述第一模块单元(A)包括两个开关器件S1、S2，两个快恢复二极管D1、D2，两个输出直流电容C1、C2，两个负载电阻R1、R2和N个级联的第二模块单元(B)，N为正整数，所述第二模块单元(B)包括两个开关器件SB1、SB2，一个输出直流电容CB，一个滤波电感LB和一个负载电阻RB，所述开关器件SB1的第二接线端(b)与所述开关器件SB2的第一接线端(c)相连，所述开关器件SB2的第二接线端(d)与所述滤波电感LB的一端相连，所述滤波电感LB的另一端与并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第二接线端(f)相连，N个级联的所述第二模块单元(B)，其中各个所述第二模块单元(B)中开关器件SB1的第二接线端(b)与下一个所述第二模块单元(B)中开关器件SB1的第一接线端(a)相连，各个第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第二接线端(f)与下一个第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第一接线端(e)相连，级联的第一个第二模块单元(B)中所述开关器件SB1的第一接线端(a)与并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第一接线端(e)及所述开关器件S1的第二接线端(n)相连,所述开关器件S1的第一接线端(m)与所述快恢复二极管D1的阳极相连，所述快恢复二极管D1的阴极与并联连接的所述输出直流电容C1和所述负载电阻R1的一端相连，并联连接的所述输出直流电容C1和所述负载电阻R1的另一端与级联的第一个所述第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第一接线端(e)相连，所述开关器件S1的第一接线端(m)与所述升压电感L的一端相连，所述升压电感L的另一端与所述单相二极管整流桥的整流输出正端相连，所述开关器件S2的第一接线端(m)与级联的第N个所述第二模块单元(B)中所述开关器件SB1的第二接线端(b)相连，级联的第N个所述第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第二接线端(f)与并联连接的所述输出直流电容C2和所述负载电阻R2的一端相连，并联连接的所述输出直流电容C2和所述负载电阻R2的另一端与所述快恢复二极管D2的阳极相连，所述开关器件S2的第二接线端(n)与所述快恢复二极管D2的阴极及所述单相二极管整流桥的整流输出负端相连，所述单相二极管整流桥的交流输入端经所述高频滤波器串联接入交流电网。


2.采用权利要求1所述的具有公共高压直流母线的级联多电平整流器构成的具有公共高压直流母线的级联多电平三相星接整流器，包括三相主功率电路，其特征在于：所述三相主功率电路包括三个高频滤波器和三个第三模块单元(C)，所述第三模块单元(C)包括单相二极管整流桥、升压电感L和第一模块单元(A)，所述第一模块单元(A)包括两个开关器件S1、S2，两个快恢复二极管D1、D2，两个输出直流电容C1、C2，两个负载电阻R1、R2和N个级联的第二模块单元(B)，N为正整数，所述第二模块单元(B)包括两个开关器件SB1、SB2，一个输出直流电容CB，一个滤波电感LB和一个负载电阻RB，所述开关器件SB1的第二接线端(b)与所述开关器件SB2的第一接线端(c)相连，所述开关器件SB2的第二接线端(d)与所述滤波电感LB的一端相连，所述滤波电感LB的另一端与并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第二接线端(f)相连，N个级联的所述第二模块单元(B)，其中各个所述第二模块单元(B)中开关器件SB1的第二接线端(b)与下一个所述第二模块单元(B)中开关器件SB1的第一接线端(a)相连，各个第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第二接线端(f)与下一个第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第一接线端(e)相连，级联的第一个第二模块单元(B)中所述开关器件SB1的第一接线端(a)与并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第一接线端(e)及所述开关器件S1的第二接线端(n)相连,所述开关器件S1的第一接线端(m)与所述快恢复二极管D1的阳极相连，所述快恢复二极管D1的阴极与并联连接的所述输出直流电容C1和所述负载电阻R1的一端相连，并联连接的所述输出直流电容C1和所述负载电阻R1的另一端与级联的第一个所述第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第一接线端(e)相连，所述开关器件S1的第一接线端(m)与所述升压电感L的一端相连，所述升压电感L的另一端与所述单相二极管整流桥的整流输出正端相连，所述开关器件S2的第一接线端(m)与级联的第N个所述第二模块单元(B)中所述开关器件SB1的第二接线端(b)相连，级联的第N个所述第二模块单元(B)中并联连接的所述输出直流电容CB和所述负载电阻RB的第二接线端(f)与并联连接的所述输出直流电容C2和所述负载电阻R2的一端相连，并联连接的所述输出直流电容C2和所述负载电阻R2的另一端与所述快恢复二极管D2的阳极相连，所述开关器件S2的第二接线端(n)与所述快恢复二极管D2的阴极及所述单相二极管整流桥的整流输出负端相连，每相所述第三模块单元(C)剩余2个交流输入端，三相所述第三模块单元(C)的第一交流输入端构成一组接线端，三相所述第三模块单元(C)的第二交流输入端构成另一组接线端，其中一组接线端连接到一个公共的中性点上，另外一组接线端分别与三个所述高频滤波器串联，接入三相电网，构成星形连接。


3.采用权利要求1所述的具有公共高压直流母线的级联多电平整流器构成的具有公共高压直流母线的级联多电平三相角接整流器，包括三相主功率电路，其特征在于：所述三相主功率电路包括三个高频滤波器和三个第三模块单元(C)，所述第三模块单元(C)包括单相二极管整流桥、升压电感L和第一模块单元(A)，所述第一模块单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，程红，赵志浩，李瑶璞，田长庚，邓嘉卿，陶艳梅，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11