模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法，建立模块化多电平直流变压器低压侧整流电路，利用磁电系电压表和电流表，测定整流器直流侧输出电压及输出电流；根据电路原理和数学公式推导，设计IGBT阈值、整流器直流侧支撑电容容值和整流器交流侧隔离电感感值。本发明专利技术综合考虑在直流输出侧得到稳定直流母线电压和在交流输入侧得到单位功率因数的问题，旨在为模块化多电平直流变压器低压侧整流的参数设计提供理论依据和技术支持。

【技术实现步骤摘要】
模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法
本专利技术属于电力电子
，具体涉及模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法。
技术介绍
传统的交流配电网已经很难满足发电新技术的进一步推广。随着电力电子技术在电力系统中的快速发展，直流配电网应运而生，它的出现弥补了交流配电网的不足。直流配电网分为中压直流配电网和低压直流配电网：中压直流配电网，将电能从高压输电网向低压直流配电网配送；低压直流配电网再将电能分配至各类用电负荷，且多基于模块化多电平拓扑的直流变压器。而低压侧整流器部分是模块化多电平直流变压器的核心器件，其研发与设计水平直接影响模块化多电平直流变压器的可靠性。模块化多电平直流变压器低压侧整流器有两个主要的目标：一是得到稳定的直流母线电压；二是在交流输入侧得到单位功率因数，同时确保交流输入电流谐波含量较小。通过控制输入电流可以控制输出直流电流，进而可以控制直流侧输出电压。因此，模块化多电平直流变压器低压侧整流器的控制核心部分是对交流输入电流的控制。经检索，公开号为CN111130364A的中国专利申请，公开了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法，其特征在于：首先，建立模块化多电平直流变压器低压侧整流电路，利用磁电系电压表和电流表，测定整流器直流侧输出电压及输出电流；其次，根据电路原理和数学公式推导，设计IGBT阈值、整流器直流侧支撑电容容值和整流器交流侧隔离电感感值。/n

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法，其特征在于：首先，建立模块化多电平直流变压器低压侧整流电路，利用磁电系电压表和电流表，测定整流器直流侧输出电压及输出电流；其次，根据电路原理和数学公式推导，设计IGBT阈值、整流器直流侧支撑电容容值和整流器交流侧隔离电感感值。


2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法，其特征在于：设计IGBT阈值的步骤和具体计算过程如下：
步骤1：建立模块化多电平直流变压器低压侧整流电路，该整流电路包括四个IGBT、一个交流侧隔离电感和一个直流侧支撑电容；四个IGBT分别为IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4，直流侧支撑电容的正极与IGBT1的集电极、IGBT3的集电极连接；直流侧支撑电容的负极与IGBT2的发射极、IGBT4的发射极连接；IGBT1与IGBT2形成串联电路一，IGBT3与IGBT4形成串联电路二；串联电路一、串联电路二与直流侧支撑电容并联，构成全桥电路，交流输入侧串联一个隔离电感；每一个IGBT均由一个绝缘栅型场效应管反并联一个双极型续流二极管构成；
步骤2：利用磁电系电压表，测定模块化多电平直流变压器直流侧整流器输出电压；
步骤3：根据Uac＝Udc，确定整流器交流侧输入电压峰值；
式中，Uac为整流器交流侧输入电压峰值；Udc为整流器直流侧输出电压；
步骤4：利用磁电系电流表，测定整流器直流侧输出电流；
步骤5：根据基尔霍夫原理，Iac＝Idc/2，计算整流器交流侧输入电流峰值，式中，Iac为整流器交流侧输入电流峰值；Idc为整流器直流侧输出电流；
步骤6：根据整流器交流侧输入电压峰值及输入电流峰值，确定IGBT阈值；额定电压UDS一般取为正常工作时所承受峰值电压的2～3倍，



额定电流IDS一般取为正常工作时所承受峰值电流1.5～2倍，
IDS≥1.5Iac。


3.根据权利要求2所述的一种模块化多电平直流变压器低压侧整流器参数设计方法，其特征在于：设计整流器直流侧支撑电容容值的步骤和具体计算过程如下：
步骤1：根据全桥整流电路列写电压电流表达式，
uac(t)＝Uacsinwt



式中，uac、iac分别为整流器交流侧输入电压和输入电流；Uac为整流器交流侧输入电压峰值，Iac为整流器交流侧输入电流峰值；ω表示开关频率；为相移角，当功率因数为1时，
步骤2：根据电压表达式，可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐扬，张紫涛，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32