一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子變壓器技術(shù)的領(lǐng)域，尤其涉及一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]到目前為止，研宄人員提出了多種形式的電力電子變壓器電路拓?fù)?，在現(xiàn)有拓?fù)渲?，從在電力電子變換過(guò)程中是否存在中間直流環(huán)節(jié)來(lái)看，電力電子變壓器的電路拓?fù)淇梢詣澐譃閮蓚€(gè)大類:一種是在變換過(guò)程中不存在直流環(huán)節(jié)，即AC-AC直接變換型；另一種是在變換過(guò)程中存在直流環(huán)節(jié)，稱之為AC-DC-AC變換型。
[0003]AC-AC直接變換形式的電力電子變壓器，其基本工作原理為:輸入的工頻交流信號(hào)在一次側(cè)直接被調(diào)制為高頻交流信號(hào)，經(jīng)高頻變壓器耦合到二次側(cè)被直接解調(diào)還原為工頻交流信號(hào)。在這一過(guò)程中，一次側(cè)的調(diào)制和二次側(cè)的解調(diào)保持同步。該拓?fù)渫ㄟ^(guò)高頻變壓器的引入，減小了變壓器的體積，提高了功率密度，在實(shí)現(xiàn)輸入/輸出側(cè)電氣隔離和電壓等級(jí)變換的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流和功率因素校正等功能。其問題在于:無(wú)法適用于中高壓場(chǎng)合，變換器的效率較低，大約在80% - 90%左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用三級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有良好的控制特性，通過(guò)PWM調(diào)制方法和適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電壓、電流和功率的靈活控制，尤其是在采用模塊化的串并聯(lián)技術(shù)后，其電壓等級(jí)、容量等級(jí)可以提升到較高的水平。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供了一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入側(cè)單元、輸出側(cè)單元以及設(shè)置于輸入側(cè)高壓?jiǎn)卧洼敵鰝?cè)低壓?jiǎn)卧g的DC-DC變換單元，所述的DC-DC變換單元為高頻變壓器，并包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述的高壓側(cè)與輸入側(cè)單元相連接，所述的低壓側(cè)與輸出側(cè)單元相連接，所述的輸入側(cè)單元采用無(wú)功功率和直流電壓閉環(huán)控制高壓側(cè)的直流電壓，通過(guò)DC-DC變換單元將直流電壓完成從高壓到低壓的變換和隔離，所述的輸出側(cè)單元采用輸出電壓閉環(huán)控制低壓側(cè)的直流電壓的恒定。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的輸入側(cè)單元為H橋級(jí)聯(lián)多電平整流電路。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的輸出側(cè)單元為二電平三相逆變電路。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的高壓側(cè)為H橋拓?fù)?，所述的低壓?cè)為兩電平H橋拓?fù)洹?br>[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用三級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有良好的控制特性，通過(guò)PWM調(diào)制方法和適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電壓、電流和功率的靈活控制，尤其是在采用模塊化的串并聯(lián)技術(shù)后，其電壓等級(jí)、容量等級(jí)可以提升到較高的水平。
【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入側(cè)單元、輸出側(cè)單元以及設(shè)置于輸入側(cè)高壓?jiǎn)卧洼敵鰝?cè)低壓?jiǎn)卧g的DC-DC變換單元，所述的DC-DC變換單元為高頻變壓器，并包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述的高壓側(cè)與輸入側(cè)單元相連接，所述的低壓側(cè)與輸出側(cè)單元相連接，所述的輸入側(cè)單元采用無(wú)功功率和直流電壓閉環(huán)控制高壓側(cè)的直流電壓，通過(guò)DC-DC變換單元將直流電壓完成從高壓到低壓的變換和隔離，所述的輸出側(cè)單元采用輸出電壓閉環(huán)控制低壓側(cè)的直流電壓的恒定。
[0013]上述中，所述的輸入側(cè)單元為H橋級(jí)聯(lián)多電平整流電路，以降低元器件耐壓等級(jí)，同時(shí)采用無(wú)功功率和直流電壓閉環(huán)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)功可調(diào)并穩(wěn)定高壓側(cè)的直流電壓。
[0014]所述的輸出側(cè)單元為二電平三相逆變電路，采用輸出電壓閉環(huán)以控制期望的電壓。
[0015]進(jìn)一步的，DC-DC變換單元為隔離級(jí)并采用高頻變壓器，其高壓側(cè)為H橋拓?fù)?，低壓?cè)為兩電平H橋拓?fù)?，?shí)現(xiàn)從高壓到低壓的變換和隔離目的，而且通過(guò)輸出電壓閉環(huán)控制確保低壓側(cè)的直流電壓的恒定。
[0016]綜上所述，本發(fā)明的一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用三級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有良好的控制特性，通過(guò)PWM調(diào)制方法和適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電壓、電流和功率的靈活控制，尤其是在采用模塊化的串并聯(lián)技術(shù)后，其電壓等級(jí)、容量等級(jí)可以提升到較高的水平。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，包括輸入側(cè)單元、輸出側(cè)單元以及設(shè)置于輸入側(cè)高壓?jiǎn)卧洼敵鰝?cè)低壓?jiǎn)卧g的DC-DC變換單元，所述的DC-DC變換單元為高頻變壓器，并包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述的高壓側(cè)與輸入側(cè)單元相連接，所述的低壓側(cè)與輸出側(cè)單元相連接，所述的輸入側(cè)單元采用無(wú)功功率和直流電壓閉環(huán)控制高壓側(cè)的直流電壓，通過(guò)DC-DC變換單元將直流電壓完成從高壓到低壓的變換和隔離，所述的輸出側(cè)單元采用輸出電壓閉環(huán)控制低壓側(cè)的直流電壓的恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的輸入側(cè)單元為H橋級(jí)聯(lián)多電平整流電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的輸出側(cè)單元為二電平三相逆變電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的高壓側(cè)為H橋拓?fù)?，所述的低壓?cè)為兩電平H橋拓?fù)洹?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于級(jí)聯(lián)多電平的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入側(cè)單元、輸出側(cè)單元以及設(shè)置于輸入側(cè)高壓?jiǎn)卧洼敵鰝?cè)低壓?jiǎn)卧g的DC-DC變換單元，所述的DC-DC變換單元為高頻變壓器，并包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述的輸入側(cè)單元采用無(wú)功功率和直流電壓閉環(huán)控制高壓側(cè)的直流電壓，通過(guò)DC-DC變換單元將直流電壓完成從高壓到低壓的變換和隔離，所述的輸出側(cè)單元采用輸出電壓閉環(huán)控制低壓側(cè)的直流電壓的恒定。通過(guò)上述方式，本發(fā)明采用三級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有良好的控制特性，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)的電壓、電流和功率的靈活控制，尤其是在采用模塊化的串并聯(lián)技術(shù)后，其電壓等級(jí)、容量等級(jí)可以提升到較高的水平。
【IPC分類】H02M3-335, H02M5-458
【公開號(hào)】CN104836456
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510270663
【發(fā)明人】王斌
【申請(qǐng)人】蘇州優(yōu)電電氣技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日