一种改进的二极管钳位型多电平变换器拓扑

多电平电路在高压大功率领域的拓展受到其复杂电路拓扑的制约,因此近年来不断有新型多电平电路结构被提出。本文在传统多电平逆变器拓扑结构的基础上,提出了一种新型单相七电平电压源逆变器拓扑。新型电路拓扑是在传统的单相全桥五电平钳位二极管电路基础上,增加了两个开关器件,利用10个开关器件以及4个钳位二极管产生了7种不同的电平输出。详细分析了该逆变器的拓扑结构,给出了PWM控制策略。最后通过仿真实验验证了这种拓扑的可行性。该逆变器对传统钳位二极管逆变器在结构上做出了优化。     

新型多电平转换器拓扑结构及应用综述

<正>介绍了现代多电平变换器最新研究,包括了新型拓扑结构、优化的调制方案、以及运行控制方面遇到的问题等。同时提出了现代多电平变换器研究的瓶颈和发展趋势,为该技术的应用和研究提供了重要的参考。多电平变换器作为大功率电力电子变换器在工业界和学术界得到了越来越多的重视,已经在工业领域发展成熟。目前,多电平变换器已经有了商业化标准和定制的产品,因此有着广泛的应     

多电平功率变换器主电路拓扑结构综述

主电路拓扑结构是多电平功率变换器研究的关键内容之一。中高压功率变换器高电压、大容量的特点,客观上决定了其主电路由较多的主开关器件组成,主电路构成元件的增加决定了其拓扑结构的丰富多样。本文对近年来多电平变换器的主电路拓扑结构的发展进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行展望,认为除了采用传统的依靠灵感和经验来发展新拓扑外,更重要的是寻找一种严密、科学、系统的拓扑发展方法,从而找到多电平功率变换器的拓扑结构的完善集,并根据实际应用研究具体拓扑的最优化方案,以实现高性能、高可靠、低成本的功率变换系统。     

基于多电平变换逆变电路的拓扑分析

多电平变换逆变电路是一种新的、用于“清洁电力电子装置”的变换电路。本文指出实现多电平变换逆变电路的关键问题之一是电平钳位,并以此为依据将现有的多电平电路拓扑结构进行了分类。文中分析了基于“二极管或电容钳位”和“使用独立直流电源钳位”的两类典型多电平路拓扑结构的优缺点,并在现有的“混合单元多电平逆变电路”单元结构基础上提出了一种新的、使用不同电压比的控制方式。     

拓扑优化中压级联多电平变换器及MPC设计

级联H桥多电平变换器在中压大功率应用场景需配合使用具有多个二次绕组的移相变压器为每个H桥模块提供独立的直流源,从而存在系统成本较高的问题,对此,提出了一种拓扑优化中压级联多电平变换器及其模型预测控制(MPC)。新型级联多电平变换拓扑每相只需一个独立直流源,故所需二次绕组数量大为减少,同时每相使用中点箝位(NPC)三电平模块,可将整个系统的复杂度和成本降至最低。进一步,建立了新变换器的离散时间域数学模型,并引入了MPC完成了直流侧电容电压和输出电流的多目标控制。利用小功率变换器样机进行了实际测试,实验结果验证了新型级联多电平变换拓扑的优势以及MPC的效果。     

大容量多电平变换器拓扑-现状与进展

自20世纪80年代以来,随着电力电子技术的飞速发展,大容量多电平变换器得到广泛应用并日趋高性能化.大容量一般是指功率等级在数百千瓦以上.实现大容量变换的途径有高电压、大电流,在实际应用中以高电压大容量更为典型,而其中多电平变换技术则是实现高电压大容量的关键.本文对多电平变换技术的发展进行了回顾、比较以及总结,同时,还着重介绍了近几年国内外在这一领域研究的最新成果.基于此,对大容量多电平变换技术的发展趋势进行了展望,希望对大容量多电平变换技术进一步的研究提供了一个参考.     

混合二极管箝位多电平变换器的拓扑结构研究

二极管箝位多电平变换器在控制功率的双向流动方面有优势．因而在中压变频调速领域和交流柔性供电系统中有着良好的应用前景。将经典二极管箝位多电平变换器中的每个箝位二极管中性点，用1个两电平逆变器桥臂和电容并联单元代替，得到了所谓的混合二极管箝位多电平变换器，在相同电平数的条件下，所使用的箝位二极管的数目有所减少，适用于对波形质量要求较高的中压功率变换场合。分析了电路的工作机理，采用电力电子专用仿真软件PSIM6和特定谐波消除脉宽调制控制策略，对所提的混合二极管箝位多电平变换器进行了仿真研究．仿真结果证明了所提拓扑的有效性。     

高功率多电平变换器的研究和应用

本文对高功率多电平变换器的主电路拓补结构,控制策略,研究应用现状及发展前景进行了较为详细的讨论,并据此对多电平变换器今后的研究方向提出了建议。     

一种具有冗余功能的多电平变换器拓扑

从提高多电平变换器的可靠性出发，在分析了开关器件发生故障时对电路运行影响的基础上，提出了一种具有冗余功能的多电平变换器拓扑结构。在该拓扑中，当电路的一部分发生故障时，可以利用冗余资源以及改变控制方式来实现发生故障电路的功能，以保证系统的主要功能正常运行，从而提高整个系统的可靠性。同时，该拓扑具有电压自平衡能力，无需额外的中点电位平衡电路。该文以该电路拓扑的五电平为例进行了分析研究，并通过仿真验证了其可行性。     

一种新型的无变压器级联型多电平变换器拓扑

H桥级联多电平逆变器在高压大容量变频调速领域得到了广泛的应用,其最大的不足之处是必须使用庞大、复杂而昂贵的多绕组移相隔离变压器。为了省去传统H桥级联多电平变换器中的多绕组移相变压器,提出了一种新型的无变压器级联型多电平变换器拓扑结构。该拓扑由通用拓扑结构派生而来,全部由基本单元级联而成,不需要大量独立直流电源,省去了多绕组移相隔离变压器,具有模块性强、结构简单、易于扩展等优点。和现有的主要多电平拓扑结构相比,随着电平数的增多,使用元件较少,更适合于五电平及以上多电平使用。以五电平拓扑为例进行了研究,分析了其工作原理和悬浮电容电压平衡控制方法,仿真和实验结果验证了其可行性。     

Research on Combined Multilevel Converter Topologies

提出了以减少多电平变换器中筘位器件的数量为目的的拓扑生成原则,并基于该原则,研究了适用于中压场合的2类新型多电平拓扑。其中一类是通过组合传统的二极管箝位型或飞跨电容型拓扑与两电平桥臂得到的组合型拓扑;另一类是飞跨电容型拓扑的新型组合策略,它考虑了开关管数量和电容电压平衡之间的折衷。这2类新型拓扑都能以较少的器件输出较多的电平数,因此提高了系统可靠性,降低了成本。但是这2类拓扑的缺点是,某些器件需要承受大于1倍的单个电平电压,所以它们更适合于中压高性能的应用场合。仿真和实验结果验证了新型拓扑的有效性。     

基于基本单元串-并(并-串)思想生成多电平变换器拓扑的方法

提出多电平变换器基本构成单元的概念,并从这一概念出发,提出了基于基本构成单元串-并 (并-串)思想生成多电平变换器拓扑的方法.以此方法得到的大量多电平变换器拓扑,不仅涵盖了已有的三类基本多电平电路拓扑,而且得到一些新的拓扑结构,从而将多电平变换器拓扑统一在基本构成单元的概念之内.为了验证所得到拓扑的正确性,分别以串-并(并-串)的两个拓扑为例,进行了仿真和实验验证.这一概念也为多电平变换器新拓扑的生成提供了指导原则.     

具有直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑推演与对比

直流故障具有影响范围广、故障电流大的特征,已成为制约直流系统发展的重要因素之一.模块化多电平换流器可通过配置双极性子模块实现直流故障穿越,但相比于基于半桥子模块的拓扑,其建造成本与运行损耗均大幅增加.为寻求兼顾硬件成本、运行效率与直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑,首先通过拓扑抽象定义与模块配置约束,遍历并推导出4...     

级联型多电平变换器一般构成方式及原则研究

级联型多电平变换器类似于积木化的结构,本文按模块单元的结构形式,将级联型多电平变换器分为相同单元和不同单元两类,以输出最大电平数为目标,系统地分析模块单元个数与最大输出电平数、输入直流电压与最大输出电平数、以及输出电平数与谐波畸变率之间的关系,从中归纳得到构造级联型多电平变换器的指导原则.仿真和实验证明了文中理论研究的正确性.     

一种新型超导储能多模块并联的电流型多电平变流器

提出一种新型的超导储能多模块并联的电流型多电平变流器结构,该类拓扑结构是由多个三相六开关变流器模块和若干个分流电感组成,通过分流电感将直流侧总电流分成若干个电流等级来获得多电平的输出电流。为说明新拓扑的工作原理和结构性能,文中针对该类5电平变流器电路的开关状态、均流方法以及SPWM调制策略均进行了详细的分析。结果表明,该类拓扑具有冗余开关组合,并且变流器直流侧分流电感电流的均衡问题可以通过检测电感电流大小以及交流侧线电压极性来选择合适的冗余开关组合得以解决。文中采用载波相移SPWM技术对新拓扑进行调制,使得该类变流器在较低的开关频率下获得输出等效高频载波的效果,最后给出了该类5电平变流器的实验结果。     

多电平矩阵变换器的控制策略研究

提出了一种新颖的多电平矩阵变换器,介绍了其拓扑结构、工作原理和空间矢量调制技术.维持变换器内开关单元中点电容电压恒定和选择适当的控制策略,能在变换器两侧合成期望的可控正弦输入/输出电压.最后,对多电平矩阵变换器进行了仿真,验证了变换器的良好性能.     

模块化多电平变流器均压策略研究

模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,简称MMC)子模块电容电压的均衡是其稳定运行的前提,在此介绍了MMC的拓扑结构,分析了其运行原理,提出了一种基于子模块电容电压瞬时值排序和桥臂电流方向的简化均压策略。该策略上、下桥臂仅各需一个载波,而与子模块数无关。仿真和实验结果验证了所提均压策略的有效性。