T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法及装置，所述多电平变换器包括串联连接的一个T型单元和一个半桥单元，所述调制方法包括：在调制比m满足0.556≤m≤1时，根据所述调制比m确定所述半桥单元的导通角θ：根据所述导通角θ确定所述半桥单元的调制波V

【技术实现步骤摘要】
T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法及装置


[0001]本专利技术属于电力电子
，具体地说，涉及多电平变换器的调制技术，更具体地说，是涉及T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法及装置。

技术介绍

[0002]多电平变换器作为发电、输电和配电等各领域实现电能变换的关键载体，利用多电平技术对拓扑结构进行改变，使得单个器件电压应力降低，并利用低压器件实现高压、多电平输出。多电平变换器具有较小的电压跃变幅度和较高的等效输出频率，具有较高的输出电压波形质量，降低了系统对滤波装置的要求。用较少的功率器件和电源实现更多电平的输出以提高变换器输出电能质量，一直是电力电子技术最活跃的研究方向之一。
[0003]现有技术中，两全桥级联型多电平变换器，仅由八只功率器件和两只直流电源构成；当两直流电源的额定电压之比是1:3时输出电压高达九电平。但是该拓扑的两电源规格不一致，功率输出失衡严重，而且若调制不当，易造成高压单元向低压单元功率倒灌。
[0004]如图1所示，T型单元与半桥单元组合(T
‑
type Cell and Half
‑
bridge Cell Combined,TCHC)多电平变换器为另一种现有技术常用的拓扑结构，仅由八只功率器件S1‑
S8和两只额定电压相等的直流电源构成，而其输出电压可高达九电平。TCHC多电平变换器是一类极具有应用价值和市场竞争力的多电平拓扑结构。如图1所示，TCHC多电平变换器包括一个T型单元和一个半桥单元，两个单元通过两个开关器件S5、S6交叉连接，形成串联连接结构。T型单元的直流侧电源电压V
dc1
与半桥单元的直流侧电源电压V
dc2
额定值相同，均为E。T型单元包括有三个端点，分别为X、P1、N1，端点X与端点P1之间连接有开关器件S1，端点X与端点N1之间连接有开关器件S4，位于端点P1与端点N1之间的直流电源上并联有两个电容C
11
、C
12
，端点X与两个电容之间的连接点之间串联有开关器件S2和S3。半桥单元包括有三个端点，分别为Y、P2、N2，端点Y与端点N2之间连接有开关器件S7，端点Y与端点P2之间连接有开关器件S8。T型单元的端点X与半桥单元的端点Y作为变换器的两个输出端点，连接负载。该结构的TCHC多电平变换器工作时，在正半工频周期，始终使S6导通、S5关断，则变换器输出电压V
XY
＝V
XN1
+V
P2Y
；在负半工频周期，始终使S5导通、S6关断，则变换器输出电压V
XY
＝V
XP1
+V
N2Y
。在正半工频周期，通过改变V
XN1
、V
P2Y
的值可实现多电平输出；而在负半工频周期，通过改变V
XP1
、V
N2Y
的值可实现多电平输出。
[0005]对于TCHC多电平变换器，传统的调制方法是对半桥单元采用阶梯波调制，半桥单元的导通角θ根据变换器输出的正弦电压与水平电压E的交点来确定，在调制比m满足0<m<0.5时，导通角θ＝π/2；在调制比m满足0.5≤m≤1时，导通角采用该传统调制方法，能够确保变换器输出电压为正弦波，达到变换器输出性能要求。但是，由于T型单元与半桥单元工作状态存在差异，采用传统的调制方法，在调制比大于0.5时，T型单元与半桥单元的两个直流电源输出功率不一致。若长时间运行，因两个直流电源功率失衡，会降低直流电源使用寿命，也会影响变换器输出电能质量，影响了变换器的长期稳定运行。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法及装置，在不影响变换器输出性能的前提下实现变换器中两个直流电源输出功率的均衡，提高变换器的长期稳定运行性能。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的调制方法采用下述技术方案予以实现：
[0008]一种T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法，所述多电平变换器包括串联连接的一个T型单元和一个半桥单元，所述调制方法包括：
[0009]在调制比m满足0.556≤m≤1时，根据所述调制比m确定所述半桥单元的导通角θ：
[0010]根据所述导通角θ确定所述半桥单元的调制波V
H,ref
(t)和所述T型单元的调制波V
T，ref
(t)：
[0011][0012][0013]根据所述调制波V
H,ref
(t)对所述半桥单元执行阶梯波调制，根据所述调制波V
T，ref
(t)对所述T型单元进行高频PWM调制。
[0014]本申请的一些实施例中，所述调制方法还包括：
[0015]在所述调制比m满足0<m<0.5时，确定所述导通角θ为：θ＝π/2；
[0016]在所述调制比m满足0.5≤m<0.556时，确定所述导通角θ为：
[0017]为实现前述专利技术目的，本专利技术提供的调制装置采用下述技术方案予以实现：
[0018]一种T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制装置，所述多电平变换器包括串联连接的一个T型单元和一个半桥单元，所述调制装置包括：
[0019]导通角确定单元，用于确定所述半桥单元的导通角，且在调制比m满足0.556≤m≤1时，根据所述调制比m确定所述半桥单元的导通角θ：
[0020]半桥单元的调制波确定单元，用于根据下述公式确定所述半桥单元的调制波V
H,ref
(t)：
[0021]T型单元的调制波确定单元，用于根据下述公式确定所述T型单元的调制波V
T，ref
(t)：
[0022]调制单元，用于根据所述调制波V
H,ref
(t)对所述半桥单元执行阶梯波调制，还用于根据所述调制波V
T，ref
(t)对所述T型单元进行高频PWM调制。
[0023]本申请的一些实施例中，所述导通角确定单元还用于在所述调制比m满足0<m<0.5时，确定所述导通角θ为：θ＝π/2；还用于在所述调制比m满足0.5≤m<0.556时，确定所述导通角θ为：
[0024]本专利技术的再一目的在于提供一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器配置为执行所述计算机程序，实现上述的T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法。
[0025]本专利技术的又一目的在于一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：
[0027]本专利技术提供的针对T型单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法，所述多电平变换器包括串联连接的一个T型单元和一个半桥单元，其特征在于，所述调制方法包括：在调制比m满足0.556≤m≤1时，根据所述调制比m确定所述半桥单元的导通角θ：根据所述导通角θ确定所述半桥单元的调制波V
H,ref
(t)和所述T型单元的调制波V
T，ref
(t)：(t)：根据所述调制波V
H,ref
(t)对所述半桥单元执行阶梯波调制，根据所述调制波V
T，ref
(t)对所述T型单元进行高频PWM调制。2.根据权利要求1所述的T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制方法，其特征在于，所述调制方法还包括：在所述调制比m满足0<m<0.5时，确定所述导通角θ为：θ＝π/2；在所述调制比m满足0.5≤m<0.556时，确定所述导通角θ为：3.一种T型单元与半桥单元组合多电平变换器的调制装置，所述多电平变换器包括串联连接的一个T型单元和一个半桥单元，其特征在于，所述调制装置包括：导通角确定单元，用于确定所述半桥单元的导通角，且在调制比m满足0.556≤m≤1时，根据所述调制比m确定所述半桥单元的导通角θ：半桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛得存，刘硕，乔峰，孙晓，高孟友，王栋，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：