專利名稱：可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平t型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電子交直或者直交變流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，特別涉及一種可以實(shí)現(xiàn)電能 的整流和逆變的多電平變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
兩電平變換器電路在鐵路，工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，然而在高壓領(lǐng)域的應(yīng) 用中，兩電平變換器由于受到器件耐壓的限制，必須通過變壓器與高壓電網(wǎng)或者負(fù)載相連， 笨重的工頻變壓器大大增加了電力電子變換裝置的成本和體積。
相對(duì)于普通的兩電平電路，多電平電路是指輸出電壓的電平數(shù)N大于2的變換器。多電 平變換器具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 交流側(cè)輸出的電壓波形更加接近于正弦，電壓諧波含量小。
2、 交流側(cè)輸出的電壓的血W小，對(duì)負(fù)載(比如電機(jī))的絕緣影響小，同時(shí)大大降低了 電磁干擾的水平。
3、 以低耐壓水平的單管構(gòu)成高壓系統(tǒng)，解決高壓系統(tǒng)的單管耐壓?jiǎn)栴}但不需要額外的變 壓器，大大減小了系統(tǒng)的體積。
目前，多電平變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多種多樣。通用型多電平電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，隨著電平數(shù)量 的增多，所需的半導(dǎo)體器件的數(shù)量急劇增加，且隨著電平數(shù)增加，各個(gè)電容電壓不容易平衡， 使得多電平在實(shí)際使用中有一定的限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決傳統(tǒng)兩電平變換器在高壓領(lǐng)域應(yīng)用的局限性，可以 實(shí)現(xiàn)無需工頻變壓器，使電力電子裝置直接與高壓電源或者負(fù)載相連。提供了一種可直接應(yīng) 用于高壓整流或者逆變領(lǐng)域，同時(shí)有效的改善裝置的輸出電壓和電流諧波含量，提高交流電 壓電流波形質(zhì)量的新的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
通過電容cT1、 cT2……cT(k-1)、 cTk and CB1、 CB2……C(k-1)、 CBk (k為一個(gè)常數(shù),根據(jù)電
平數(shù)的需要而定，下同)共2k個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成T型變換器的縱軸；雙向開關(guān)S,、 S2……Sk.,、 Sk構(gòu)成T型變換器的橫軸；雙向開關(guān)S,與Si+1, (i=l,2……k-l，下同)連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)M,和CTi,
與c,(i+,)連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)r,之間有一正向的單向可控開關(guān)支路Sn ，節(jié)點(diǎn)M,和CB,與CB(,+1)連接 構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)S,之間有一反向的單向可控開關(guān)支路SBi;雙向可控開關(guān)S,—端與S;相連，另一 端與電容Cn和Cw連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)O(也稱中點(diǎn)灘連接；雙向可控開關(guān)Sk—端與Sk.,相連，另
一端與交流側(cè)連接構(gòu)成節(jié)點(diǎn)Mk 。節(jié)點(diǎn)A^與電容Cn的正極7;之間有正向的單向可控開關(guān)支
路Sn，節(jié)點(diǎn)Mk與電容CBk的負(fù)極^之間有反向的單向可控開關(guān)支路Sek;這樣就構(gòu)成了 T
型變換器的一個(gè)橋臂的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且可通過增加橫軸上的雙向可控開關(guān)，縱軸上的電 容以及橫軸與縱軸之間的支路數(shù)量，來提高變換器的電平數(shù)；
單相交流電源或者單相交流負(fù)載的一端通過雙向可控開關(guān)以及支路與電容各個(gè)節(jié)點(diǎn)相 連，另一端直接與電容中點(diǎn)相連或者通過相同數(shù)量和結(jié)構(gòu)的雙向可控開關(guān)以及支路與電容各 個(gè)節(jié)點(diǎn)相連；構(gòu)成單相整流或者逆變的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
多相交流電源或者負(fù)載可以采用單相電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，滿足三相以及多相運(yùn)行的要求。 假設(shè)為j("時(shí)灘電源或者負(fù)載，則有j個(gè)上述的橋臂電路，他們共用T型變換器的電容縱 軸，可以得到j(luò)個(gè)橫軸以及交流側(cè)節(jié)點(diǎn)M&， j個(gè)交流側(cè)節(jié)點(diǎn)似&與j相電源或負(fù)載系統(tǒng)相連接
就構(gòu)成j相電路。
本發(fā)明的有益效果-
由于本發(fā)明所提出的多電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不需要工頻變壓器，直接應(yīng)用于高壓領(lǐng)域，與傳 統(tǒng)的通用型多電平變換器相比，所用的半導(dǎo)體器件數(shù)量大大減少。
圖1為本發(fā)明提出的一個(gè)橋臂的三電平電路原理圖。
圖2為本發(fā)明提出的一個(gè)橋臂的五電平電路原理圖。
圖3為本發(fā)明提出的一個(gè)橋臂的擴(kuò)展為(2k+l)個(gè)電平的電路原理圖。
圖4為單相整流或有源逆變時(shí)的電路原理圖。
圖5為單相整流或有源逆變時(shí)的另一種電路原理圖。
圖6為三相或者多相系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本發(fā)明提出的橋臂電路的變種橋臂電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖1為單個(gè)橋臂的用于三電平的電路原理圖。通過電容C^和C^共兩個(gè)電容組成T型變 換器的縱軸；通過雙向可控開關(guān)&構(gòu)成T型變換器的橫軸，雙向可控開關(guān)Si可以通過如圖1
所示的兩個(gè)IGBT反向串聯(lián)或者其他可實(shí)現(xiàn)雙向開關(guān)功能的半導(dǎo)體器件及其拓?fù)潆娐穼?shí)現(xiàn)。 雙向可控開關(guān)S的一端與電容中點(diǎn)O相連，另一端Mi作為交流輸出端，N^端與可控開關(guān)器
件S^的發(fā)射極相連，可控開關(guān)器件Sm的集電極與電容C^的正極相連，可控開關(guān)器件S^與
可控開關(guān)器件ST12串聯(lián)形成正向的單向可控開關(guān)支路ST1 ，使ST11和ST12中的二極管中的電流
從節(jié)點(diǎn)M,流向節(jié)點(diǎn)7;的方向，Mi端還與可控開關(guān)器件SBu的集電極相連，可控開關(guān)器件S^
的發(fā)射極與電容Cw的負(fù)極相連，可控開關(guān)器件SBu與可控開關(guān)器件S吣串聯(lián)，形成反向的單
向可控開關(guān)支路，使Seu和S^中的二極管中的電流從節(jié)點(diǎn)A流向節(jié)點(diǎn)M!的方向。
假設(shè)每個(gè)電容兩端的電壓為U ,首先分析電流從交流側(cè)向直流側(cè)流動(dòng)時(shí)，交流端M,的 電壓情況
(1) 當(dāng)橫軸上的雙向開關(guān)S,，可控開關(guān)器件S^、 ST12、 S^和S^都處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)， 電流經(jīng)過可控開關(guān)器件STu和S^的反并聯(lián)二極管流向電容CT,的正極，交流側(cè)N^輸出的電 壓為U。
(2) 開通雙向開關(guān)的S,的S 管，則電流經(jīng)過S,的可控開關(guān)器件S 和S12的反并聯(lián)二極管，
流向0電平，交流側(cè)A輸出的電壓為O。
(3) 當(dāng)關(guān)斷雙向開關(guān)管的Sn管，開通可控開關(guān)器件SBu和S^，電流經(jīng)過可控開關(guān)器件
SB11ffSB12，流向電容。81的負(fù)極，交流端輸出的電壓為-U。從而實(shí)現(xiàn)了交流端輸出三電平的 要求。
當(dāng)電流由直流側(cè)向交流側(cè)流動(dòng)時(shí)，交流端1V^的電壓情況為-
(1) 當(dāng)橫軸上的雙向開關(guān)S,，可控開關(guān)器件STu、 ST12、 S叫和SB,2都處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)， 電流經(jīng)過可控開關(guān)器件SBu和S^的反并聯(lián)二極管流從電容Cw的負(fù)極流向交流端Mp交流側(cè) Mj輸出的電壓為-U。
(2) 開通雙向開關(guān)的S,的S。管，則電流從0電平經(jīng)過S,的可控開關(guān)器件S,2和Sn的反并
聯(lián)二極管，流向交流端Mi，交流側(cè)1^輸出的電壓為0。
(3)當(dāng)關(guān)斷雙向開關(guān)管的S^管，開通可控開關(guān)器件S^和S^，電流從電容q.,的正極
經(jīng)過可控開關(guān)器件STu和S^流向交流端Mp交流端M!輸出的電壓為U。也可以實(shí)現(xiàn)了交流 端輸出三電平的要求。
將上述三電平電路做進(jìn)一步的擴(kuò)展，可得到圖2,為一個(gè)橋臂的五電平電路原理圖。與 圖1相比可以看出，在原來三電平電路的基礎(chǔ)上，在正極和負(fù)極分別增加1個(gè)電容C^和C^ ，
并且在原來的M,點(diǎn)處向交流側(cè)擴(kuò)展增加一個(gè)雙向可控開關(guān)S,，雙向可控開關(guān)的交流輸出端
成為M2點(diǎn)，并且在M2點(diǎn)與新增加的正極方向的電容C^的正極之間增加了一條新的正向的
單向可控支路，新的支路由四個(gè)可控開關(guān)器件S^， ST22， S^和S^串聯(lián)組成，還通過另外
的四個(gè)串聯(lián)的可控開關(guān)器件S^、S^、S^和S^組成的反向的單向可控開關(guān)支路與電容C^
的負(fù)極相連。與三電平相同的道理可以在交流端實(shí)現(xiàn)輸出五電平的要求。
根據(jù)從三電平到五電平相同的擴(kuò)展方式，可以得到圖3為單個(gè)橋臂的(2k+l)電平的電路 原理圖，通過電容CT,、 CT2……Cjk.。 CTk， CB1、 CB2……C扯-。C說共2k個(gè)電容構(gòu)成T
型變換器的縱軸；通過S,、 S2……Sk.,、 Sk共k個(gè)雙向可控開關(guān)構(gòu)成T型變換器的橫軸，雙
向可控開關(guān)可以通過兩個(gè)IGBT反向串聯(lián)或者其他可實(shí)現(xiàn)雙向開關(guān)功能的半導(dǎo)體器件及其拓 撲電路實(shí)現(xiàn)。其中雙向開關(guān)Si與Sj+, (i=l,2……k-l，下同)連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)M,和CT,與CTw
連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)7;之間有一正向的單向可控開關(guān)支路STi，該支路由S^， STl2……St,。^和
S，,)串聯(lián)組成，并使其二極管中的電流從節(jié)點(diǎn)M,流向節(jié)點(diǎn)7;。節(jié)點(diǎn)M,.和CBi與CB(,+,)連接構(gòu)
成的節(jié)點(diǎn)之間有一反向的單向可控開關(guān)支路SBi ，該支路由SBll 、 SBi2Sb,(2^和SBi(2l)串
聯(lián)組成，并使其二極管中的電流從節(jié)點(diǎn)S,流向節(jié)點(diǎn)A/,。如圖1所示，可控開關(guān)可采用IGBT
等可關(guān)斷器件與其反并聯(lián)二極管構(gòu)成；橫軸的雙向可控開關(guān)S,與S2不相連的一端與縱軸電容
的中點(diǎn)O相連，橫軸的雙向可控開關(guān)Sk與Sw不相連的一端與電容Cn的正極之間有一個(gè)正向
的單向可控開關(guān)支路，與電容cv的負(fù)極之間有一個(gè)反向單向可控開關(guān)支路。所以可通過增
加橫軸上的雙向可控開關(guān)，縱軸上的電容以及橫軸與縱軸之間的支路數(shù)量，來增加變換器的 電平數(shù)；同樣假設(shè)每個(gè)電容兩端的電壓為U，首先分析電流從交流側(cè)向直流側(cè)流動(dòng)時(shí)，交流
端的電壓情況。
當(dāng)橫軸上的所有雙向開關(guān)S,、 S2……Sk.,、 Sk都處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，電流經(jīng)過S,k(閣……sTkl 的反并聯(lián)二極管流向電容Cn的正極，交流側(cè)輸出的電壓為kU。
開通雙向開關(guān)的Skl管，使電流由交流側(cè)向直流側(cè)流動(dòng)，則電流經(jīng)過Sk 、 ST(k—1X2k.2)……S,D,流向電容C,D的正極，交流側(cè)輸出的電壓為(k-1) U。
依此類推，依次開通雙向開關(guān)的Su管，使交流側(cè)輸出的電壓為(k-2)U、……2U、 U、 0。
當(dāng)關(guān)斷雙向開關(guān)管的Sn管，開通SBn和S^，電流經(jīng)過雙向開關(guān)管Sk，Sk.,……S2，然后 經(jīng)過S^和S^，流向電容Cw的負(fù)極，交流端輸出的電壓為-U。
同理，關(guān)斷Su,開通S助、SB22、 S^和S咖，電流經(jīng)過雙向開關(guān)管Sk，Sw……s3，然后
經(jīng)過S肌、SB22、 Sb23和Sb24，流向電容cb2的負(fù)極，交流端輸出的電壓為-2U 。
依此類推，可以在交流端得到電壓為o, -U，……，-kU。
當(dāng)電流從直流側(cè)流向交流側(cè)時(shí)，同樣的道理可以在交流端得到電壓為-kU,-(k-l)U,…… kU。這樣就形成了 (2k+l)電平的單相橋臂電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
圖4為單相整流或者有源逆變時(shí)的電路結(jié)構(gòu)圖，單相交流電源或者單相交流負(fù)載的一端 通過雙向可控開關(guān)以及支路與電容各個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，另一端直接與電容中點(diǎn)O直接相連。通過 上述的分析，只要控制整流器側(cè)的電壓就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變換器功率因數(shù)的控制。當(dāng)整流時(shí)，直 流端接負(fù)載，當(dāng)有源逆變時(shí)接直流電源。同樣可以實(shí)現(xiàn)無源逆變。
圖5為單相整流或者逆變的另一種電路結(jié)構(gòu)形式，單相交流電源或負(fù)載的一端與圖3所
提出的單相橋臂電路的交流端MA相連，另一端以相同的電路結(jié)構(gòu)形式與電容中點(diǎn)相連。與
圖4所示的電路結(jié)構(gòu)相似，可以用相同的控制方法來實(shí)現(xiàn)電能的整流或者逆變。
圖6為三相或者多相系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。每一相的電源的一端都與本發(fā)明提出的橋 臂電路得交流端A^節(jié)點(diǎn)相連，j個(gè)橋臂電路共用T型變換器的電容縱軸。電源的另一端連接
于一點(diǎn),或者將電源進(jìn)行多邊形連接。
圖7為本發(fā)明提出的橋臂電路的變種橋臂電路結(jié)構(gòu)示意圖。通過電容Cn、CT2……CTk.,、
CTk， CB1、 CB2……CBk-,、 CBk2k個(gè)電容構(gòu)成T型變換器的縱軸；通過S,、 S2……Stl、 Skk
個(gè)雙向可控開關(guān)構(gòu)成T型變換器的橫軸；其中橫軸的雙向可控開關(guān)S,與^不相連的一端與縱
軸電容的中點(diǎn)o相連，橫軸的雙向可控開關(guān)Sk與Sk.,不相連的一端與電容CTk的正極之間有一 個(gè)2k個(gè)單向可控開關(guān)S^……STk(2k)組成的反方向的單向可控開關(guān)支路，與電容CBk的負(fù)極之 間有一個(gè)2k個(gè)單向可控開關(guān)S加……5叫2)0組成的正方向的單向可控開關(guān)支路；Stw2,)與 STk(2i+1) (i=l，2……k-l)之間的節(jié)點(diǎn)和CT(k.i)與CT(k.沖(i=l,2……k-l)的節(jié)點(diǎn)之間有一正方 向的單向可控開關(guān)支路，在S即,)與S挑(2w) (i=l,2……k陽(yáng)l)之間的節(jié)點(diǎn)和CB(k.,)與C雖w)
(i=l,2……k-l)的節(jié)點(diǎn)之間有一反方向的單向可控開關(guān)支路。
同樣，圖7所示的變種結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于圖4， 5， 6所示的所有拓?fù)潆娐樊?dāng)中，只要將圖 7中的橋臂電路對(duì)圖3中提出的橋臂電路進(jìn)行替換即可。
權(quán)利要求
1.一種可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于電容CT1、CT2……CT(k-1)、CTk及CB1、CB2……CB(k-1)、CBk(k為一個(gè)常數(shù)，根據(jù)電平數(shù)的需要而定，下同)共2k個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成T型變換器的縱軸；雙向開關(guān)S1、S2……Sk-1、Sk構(gòu)成T型變換器的橫軸；雙向開關(guān)Si與Si+1(i＝1，2……k-1，下同)連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)Mi和CTi與CT(i+1)連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)Ti之間有一正向的單向可控開關(guān)支路STi，節(jié)點(diǎn)Mi和CBi與CB(i+1)連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)Bi之間有一反向的單向可控開關(guān)支路SBi；雙向可控開關(guān)S1一端與S2相連，另一端與電容CT1和CB1連接構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)O(也稱中點(diǎn))相連接；雙向可控開關(guān)Sk一端與Sk-1相連，另一端與交流側(cè)連接構(gòu)成節(jié)點(diǎn)Mk；節(jié)點(diǎn)Mk與電容CTk的正極Tk之間有正向的單向可控開關(guān)支路STk，節(jié)點(diǎn)Mk與電容CBk的負(fù)極Bk之間有負(fù)向的單向可控開關(guān)支路SBk。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在 于該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)節(jié)點(diǎn)Mk與交流電源或者負(fù)載的一端連接；電源和負(fù)載的另一端為中性點(diǎn)W:如果電源或負(fù)載是電壓源性質(zhì)的，則該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)Mk須通過電感才能與此 電源或負(fù)載相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在 于多相拓?fù)潆娐返慕M成方式如下——如果為j相電源或者負(fù)載，則共用T型變換器電容縱 軸，按前述方式增加開關(guān)的橫軸和支路，得至ljJO 1,2,3,……，j為l時(shí)，M&等同于Mp下同)個(gè)橫軸及其交流側(cè)節(jié)點(diǎn)M&; j為l時(shí)，電源或負(fù)載的中性點(diǎn)W與中點(diǎn)O直接連接，A4,與電源或負(fù)載的另一端相連，就構(gòu)成單相電路；j為2時(shí)，把節(jié)點(diǎn)Mw與MM連接電源或負(fù)載的兩端也構(gòu)成單相電路；j(2 3時(shí))個(gè)交流側(cè)節(jié)點(diǎn)與j相電源或負(fù)載系統(tǒng)相連接就構(gòu)成j相電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l中所述的可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征 在于雙向可控開關(guān)釆用帶反并聯(lián)二極管的IGBT或其他可關(guān)斷半導(dǎo)體器件反向串聯(lián)而成， 也可采用其他可實(shí)現(xiàn)雙向開關(guān)功能的半導(dǎo)體器件及其拓?fù)潆娐穼?shí)現(xiàn)單向可控開關(guān)采用帶反并聯(lián)二極管的IGBT或其他可關(guān)斷半導(dǎo)體器件構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征 在于正向的單向可控開關(guān)支路ST,是指該支路上開關(guān)器件中二極管中的電流從節(jié)點(diǎn)M,流向節(jié)點(diǎn)T,的方向；反向的單相可控開關(guān)支路SB,是指該支路上開關(guān)器件中二極管中的電流從節(jié)點(diǎn)S,流向節(jié)點(diǎn)M,的方向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征 在于該變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中每個(gè)可控開關(guān)可以是前述的單個(gè)半導(dǎo)體器件構(gòu)成，也可以是多個(gè) 器件串并聯(lián)構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多電平T型變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于T型變換器縱軸 上的每個(gè)電容，可以是單個(gè)電容器構(gòu)成，也可以是多個(gè)電容器串并聯(lián)構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征 在于通過電容Cn、 CT2……C,d、 CTk， CB1、 CB2……CB(k.,)、 CBk共2k個(gè)電容構(gòu)成T型變換器的縱軸；通過S,、 S2……Sk.,、 Sk共k個(gè)雙向可控開關(guān)構(gòu)成T型變換器的橫軸；其中橫軸的雙向可控開關(guān)S,—端與S2相連，另一端與與縱軸電容的中點(diǎn)o相連，橫軸的雙向可控開關(guān)Sk—端與Sw相連，另一端與與電容Cn的正極之間有一個(gè)2k個(gè)單向可控開關(guān)S^……STk,組成的反向的單向可控開關(guān)支路，與電容CBk的負(fù)極之間有一個(gè)2k個(gè)單向可控開關(guān)SBkl……SBkpk)組成的正向的單向可控開關(guān)支路；Sww與STkpi+D (i=l，2……k-l)之間的節(jié)點(diǎn)和C恥)與C，+d (i=l,2……k-l )的節(jié)點(diǎn)之間有一正向的單向可控丌關(guān)支路，在S即i)與S祉(2w)(i=I，2……k-l)之間的節(jié)點(diǎn)和C蹄-i)與CB(k—i+D "=1，2……k-l)的節(jié)點(diǎn)之間有一反向的單向可控開關(guān)支路，成為權(quán)利要求1所述電路拓?fù)涞淖兎N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實(shí)現(xiàn)整流和逆變的多電平T型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于通過電容C<sub>T1</sub>、C<sub>T2</sub>……C<sub>Tk-1</sub>、C<sub>Tk</sub>及C<sub>B1</sub>、C<sub>B2</sub>……C<sub>Bk-1</sub>、C<sub>Bk</sub>共2k個(gè)電容構(gòu)成T型變換器的縱軸；通過S<sub>1</sub>、S<sub>2</sub>……S<sub>k-1</sub>、S<sub>k</sub>共k個(gè)雙向可控開關(guān)構(gòu)成T型變換器的橫軸；其中S<sub>i</sub>與S<sub>i+1</sub>之間的節(jié)點(diǎn)和C<sub>Ti</sub>與C<sub>Ti+1</sub>的節(jié)點(diǎn)之間有一正向的單向可控開關(guān)支路，在S<sub>i</sub>與S<sub>i+1</sub>之間的節(jié)點(diǎn)和C<sub>Bi</sub>與C<sub>Bi+1</sub>(i＝1，2……k-1)的節(jié)點(diǎn)之間有一反向的單向可控開關(guān)支路；橫軸的雙向可控開關(guān)S<sub>1</sub>與S<sub>2</sub>不相連的一端與縱軸電容的中點(diǎn)o相連，橫軸的雙向可控開關(guān)S<sub>k</sub>與S<sub>k-1</sub>不相連的一端與電容C<sub>Tk</sub>的正極之間有一個(gè)正向的單向可控開關(guān)支路，與電容C<sub>Bk</sub>的負(fù)極之間有一反向的單向可控開關(guān)支路?？梢酝ㄟ^擴(kuò)展雙向開關(guān)、電容以及支路的數(shù)量來增加變換器的電平數(shù)，可以應(yīng)用于單相，三相或者多相的系統(tǒng)當(dāng)中。
文檔編號(hào)H02M7/66GK101340159SQ20081011883
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者飛 林, 游小杰, 王琛琛, 賀明智, 鄭瓊林, 郝瑞祥, 高吉磊 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)