The invention discloses a seven level converter and its flying capacitor voltage control method and system, including: three-phase bridge arms in parallel, each phase bridge arm including four IGBT switch tubes in series, each phase bridge arm midpoint side is respectively connected with two branches, each branch is connected in series with two IGBT switch tubes in different directions; the other end of each branch is respectively connected with three flying capacitor in series The two connections of the three series flyover capacitors are respectively connected between two IGBT switches adjacent to each phase bridge arm; the other side of each phase bridge arm is connected with load or power grid through filter; the input end of each parallel bridge arm is connected with DC voltage source; each IGBT switch is driven by control circuit. Compared with traditional seven level topology and other improved seven level topology, the topology of the invention greatly reduces the number of switching devices, thereby simplifying the system structure and reducing the system cost.
【技术实现步骤摘要】
一种七电平变换器及其飞跨电容电压控制方法、系统
本专利技术涉及多电平变换器
,尤其涉及一种内嵌中点钳位的七电平变换器及其飞跨电容电压控制方法、系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。与两电平、三电平变换器相比,多电平变换器的综合性能得到了提高,在可再生能源转换、电机驱动、无功补偿、交通运输等工业应用领域得到了越来越多的关注。多电平转换器能够显著降低AC输出的总谐波失真(TotalHarmonicDistortion,THD),降低开关损耗,降低开关管电压应力(dv/dt),增加变换器的输入电压范围,减少整体体积和输出滤波器的体积,从而降低成本。传统的七电平拓扑变换器包括:飞跨电容(Flyingcapacitor,FC)变换器,中点钳位(neutralpointclamped,NPC)变换器,级联(CascadedH-bridge,CHB)变换器等;飞跨电容变换器的飞跨电容数量多,导致电容电压难以控制;中点钳位变换器的开关管数量多,结构复杂,生产成本高;级联变换器需要多个独立的直流电源,结构和算法复杂,生产成本高。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术提出一种七电平变换器及其飞跨电容电压控制方法、系统,采用新型内嵌中点钳位七电平(7Level-NestedNeutralPointClamped,7L-NNPC)变换器,使用了较少的开关管加飞跨电容的方式实现输出电压七电平,考虑了实际7L-NNPC变换器飞跨电容电压平衡, ...
【技术保护点】
1.一种七电平变换器,其特征在于,包括:并联的三相桥臂,每相桥臂包括四个串联的IGBT开关管,每相桥臂中点一侧分别连接两支路,每个支路为两个方向不同的IGBT开关管串联连接;每个支路的另一端分别连接在三个串联飞跨电容的两两连接处;三个串联飞跨电容的支路两端分别连接在每相桥臂相邻两个IGBT开关管之间;每相桥臂的另一侧经滤波器与负载或电网连接;在并联的各个桥臂输入端接入直流电压源;各个IGBT开关管均由控制电路驱动。/n
【技术特征摘要】
20190701 CN 20191058481131.一种七电平变换器,其特征在于,包括:并联的三相桥臂,每相桥臂包括四个串联的IGBT开关管,每相桥臂中点一侧分别连接两支路,每个支路为两个方向不同的IGBT开关管串联连接;每个支路的另一端分别连接在三个串联飞跨电容的两两连接处;三个串联飞跨电容的支路两端分别连接在每相桥臂相邻两个IGBT开关管之间;每相桥臂的另一侧经滤波器与负载或电网连接;在并联的各个桥臂输入端接入直流电压源;各个IGBT开关管均由控制电路驱动。
2.如权利要求1所述的一种七电平变换器,其特征在于,所述控制电路包括保护电路、驱动电路、采样调理电路,采样调理电路连接DSP模块,DSP模块与保护电路双向通信,DSP模块连接驱动电路,驱动电路输出PWM信号驱动桥臂中IGBT管的开通与关断。
3.一种七电平变换器的调制方法,其特征在于,包括:
检测变换器三相输出电流,将当前时刻采样到的输出电流值经αβ坐标变换后转化为两相信号,经过拉格朗日外推法计算下一时刻的值;
检测变换器三相输出电压,将当前时刻采样到的输出电压值经αβ坐标变换后转化为两相信号,经过拉格朗日外推法计算下一时刻的值;
将计算得到的电压电流值与电路中元件参数和采样时间进行数学运算离散化后,求得下一时刻在αβ坐标系中的所需矢量;
根据计算的所需矢量确定最优矢量,将最优矢量下的冗余开关状态全部提出并送入下一级;通过对比冗余开关状态对飞跨电容电压的影响,选择影响最小的开关状态,并按照对于飞跨电容电压维持在输出电压有益的原则,对开关状态进行修改后控制IGBT管,实现对飞跨电容电压的控制。
4.如权利要求3所述的一种七电平变换器的调制方法,其特征在于,将计算得到的电压电流值与电路中元件参数和采样时间进行数学运算离散化后,求得下一时刻在αβ坐标系中的所需矢量。
5.如权利要求3所述的一种七电平变换器的调制方法,其特征在于,根据计算的所需矢量确定最优矢量,具体为:
将计算所得参考矢量与αβ坐标系下的127个矢量位置相比较,选出与七电平拓扑固定的127个矢量位置中所有相邻的矢量,作为最优矢量。
6.如权利要求3所述的一种七电平变换器的调制...
【专利技术属性】
技术研发人员:邢相洋,戴向阳,裴文卉,张承慧,李晓艳,胡顺全,
申请(专利权)人:山东大学,
类型:发明
国别省市:山东;37
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