DC链路的没有中点连接的并联NPC三电平逆变器制造技术

本公开的实施例涉及没有中点连接的并联三电平逆变器。并联三电平逆变器包括并联耦合在公共DC母线与公共AC输出之间的多个并联变流器，其中多个并联变流器中的每个变流器包括中点，并且多个并联变流器的中点彼此断开连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DC链路的没有中点连接的并联NPC三电平逆变器


[0001]本公开的实施例总体上涉及电场领域，并且具体地涉及一种没有中点连接的并联三电平逆变器。

技术介绍

[0002]AC三相变流器越来越多地采用三电平变流器拓扑结构，因为它们提供了总体增加的密度和减少的损耗。然而，DC母线的附加电压电平确实增加了附加的复杂程度。
[0003]对于典型的DC
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AC逆变器应用，功率流不需要附加的DC中点，并且因此中点通常不会从逆变器中引出。DC中点确实需要特别考虑，并且可能需要控制以保持其电压平衡。
[0004]当变流器并联时，由于变流器可能在物理上分离的外壳中，因此希望只需要为承载电流的点提供互连电缆，并且因此优选的是，不需要DC中点互连，因为在正常操作条件下，该线不承载任何电流。
[0005]对于并联变流器应用，互连DC中点的要求是不期望的，原因有若干。例如，DC中点互连在正常情况下不承载任何电流，但是，任何电缆都必须针对故障情况进行过电流保护和防护(armored)。此外，每个并联变流器可以在其自己的单独外壳中，因此DC中点的互连需要每个变流器之间的附加连接器和电缆，这既不方便又会产生附加成本。
[0006]目前用于单个三电平变流器的DC中点的管理和平衡是众所周知的。有很多控制技术可用，它们允许通过使用DC与AC之间的共模(也称为零序)电压来主动平衡DC中点，这是在基频或谐波频率下实现，或者通过利用冗余PWM开关矢量实现。
[0007]常规技术仅适用于具有单个公共互连DC中点的单个或并联变流器。这样做的原因是，如果DC中点保持断开连接，则试图平衡局部中点的最新控制方法进而不平衡相邻中点。
[0008]因此，需要一种没有DC中点互连的并联三电平逆变器。

技术实现思路

[0009]总体上，本公开的示例实施例提供了一种没有中点连接的并联三电平逆变器。
[0010]在第一方面，提供了一种并联三电平逆变器，该并联三电平逆变器包括：并联耦合在公共DC母线与公共AC输出之间的多个并联变流器，其中多个并联变流器中的每个变流器包括中点，并且多个并联变流器的中点彼此断开连接。
[0011]在第二方面，提供了一种用于在没有DC中点连接的并联三电平逆变器中使用的方法。该方法包括：确定逆变器的多个并联变流器的上半部DC母线电压的第一平均值和多个并联变流器的下半部DC母线电压的第二平均值；基于第一平均值、第二平均值和用于变流器的AC电压参考来确定用于多个并联变流器中的每个变流器的调制指数，使得多个变流器的上半部DC母线电压彼此相等并且多个变流器的下半部DC母线电压彼此相等；以及基于调制指数执行零序控制以使上半部DC母线电压的第一平均值等于下半部DC母线电压的第二平均值。
[0012]应当理解，
技术实现思路
部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或基本特征，也不
旨在用于限制本公开的范围。通过以下描述，本公开的其他特征将变得容易理解。
附图说明
[0013]通过在附图中对本公开的一些实施例的更详细的描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
[0014]图1示出了图示根据本公开的实施例的没有中点互连的并联三电平逆变器的电路图；
[0015]图2示出了图示根据本公开的实施例的用于在并联三电平逆变器中使用的方法的流程图；
[0016]图3示出了根据本公开的一个实施例的DC母线去耦块；以及
[0017]图4示出了根据本公开的另一实施例的DC母线去耦块。
[0018]在整个附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的要素。
具体实施方式
[0019]现在将参考一些示例实施例来描述本公开的原理。应当理解，这些实施例的描述仅是为了说明和帮助本领域技术人员理解和实现本公开，并不表示对本公开的范围的任何限制。本文中描述的公开可以以除了下面描述的方式之外的各种其他方式来实现。
[0020]如本文中使用的，术语“包括”及其变体应当理解为表示“包括但不限于”的开放术语。“基于”一词应当理解为“至少部分基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应当理解为“至少一个其他实施例”。下面可以包括其他定义(明确的和隐含的)。
[0021]图1示出了图示根据本公开的一些实施例的没有中点互连的并联三电平逆变器100的电路图。并联三电平逆变器100耦合到DC母线，包括正电源轨DC+和负电源轨DC
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。并联三电平逆变器100将DC母线上的DC电压转换为AC输出电压，包括三相U、V、W。并联三电平逆变器100包括第一三电平变流器120和第二三电平变流器140。应当理解，并联三电平逆变器100可以包括多于两个的三电平变流器。
[0022]如图1所示，上部DC母线电容器101和下部DC母线电容器102跨DC母线耦合，并且第一DC中点(上部DC母线电容器101和下部DC母线电容器102的公共节点)耦合到第一三电平变流器120。此外，上部DC母线电容器103和下部DC母线电容器104跨DC母线耦合，并且第二DC中点(上部DC母线电容器103和下部DC母线电容器104的公共节点)耦合到第二三电平变流器140。第一DC中点未耦合到第二DC中点，如图1中的虚线所示。
[0023]第一三电平变流器120的输出耦合到滤波器105，滤波器105耦合到AC输出。第二三电平变流器140的输出耦合到滤波器106，滤波器106也耦合到AC输出。
[0024]理想地，期望在逆变器100中进行相对于彼此的主动平衡(即，局部平衡)和全局主动平衡两者。然而，在实践中，这是无法做到的。用于主动平衡的唯一“杠杆”是调制指数上的电压偏移(通常称为共模或零序电压)。这可以用来实现全局主动平衡，但通常不是相对于彼此的主动平衡。它不能相对于彼此使用的主要原因是，因为变流器并联连接在一起(输入和输出绑定在一起)，所以变流器应当不具有不同的共模电压。
[0025]相反，本公开的实施例有利地实现了相对于彼此的自然平衡以及全局主动平衡。
这种方法在任何意义上都是理想的。例如，可以使用全局主动平衡，这允许在很多应用中使用并联变流器，然后变流器间(相对于彼此)可以使用简单(非额外控制)自然平衡。
[0026]图2示出了图示用于在并联三电平逆变器100中使用的方法200的流程图。方法200可以在单个公共控制器处实现，也可以在并联三电平逆变器100的每个变流器处实现。现在参考单个公共控制器，并且应当理解，方法200也可以应用于其他控制器布置。
[0027]在框202，公共控制器确定逆变器100的并联变流器的上半部DC母线电压的第一平均值和逆变器100的并联变流器的下半部DC母线电压的第二平均值。例如，每个变流器120、140可以用电压传感器测量其上半部DC母线和下半部DC母线。公共控制器可以通信耦合到每个变流器并且从变流器获取电压测量结果以计算平均值。每个变流器可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种并联三电平逆变器，包括：多个并联变流器，并联耦合在公共DC母线与公共AC输出之间，其中所述多个并联变流器中的每个变流器包括中点，并且所述多个并联变流器的所述中点彼此断开连接。2.根据权利要求1所述的并联三电平逆变器，其中：所述公共DC母线包括正电源轨和负电源轨，所述多个并联变流器中的每个变流器包括电耦合到所述正电源轨的第一输入和电耦合到所述负电源轨的第二输入，并且所述多个并联变流器中的每个变流器的所述中点电容耦合到所述正电源轨和所述负电源轨中的每个电源轨。3.根据权利要求1或2所述的并联三电平逆变器，还包括：一个或多个控制器，被配置为：确定所述逆变器的多个并联变流器的上半部DC母线电压的第一平均值和所述多个并联变流器的下半部DC母线电压的第二平均值；基于所述第一平均值、所述第二平均值和用于所述变流器的AC电压参考来确定用于所述多个并联变流器中的每个变流器的调制指数，使得所述多个变流器的所述上半部DC母线电压彼此相等并且所述多个变流器的所述下半部DC母线电压彼此相等；以及基于所述调制指数执行零序控制以使所述上半部DC母线电压的所述第一平均值等于所述下半部DC母线电压的所述第二平均值。4.根据权利要求3所述的并联三电平逆变器，其中所述一个或多个控制器被配置为：测量针对所述多个并联变流器中的每个变流器的零序电流；以及将所述零序电流控制为零。5.根据权利要求3或4所述的并联三电平逆变器，其中所述一个或多个控制器被配置为：将所述AC电压参考除以所述上半部DC母线电压的所述第一平均值和所述下半部DC母线电压的所述第二平均值之和，以确定所述调制指数。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：