可实现整流和逆变的多电平T型变换器的拓扑结构制造技术

技术编号：3376912 阅读：306 留言：0更新日期：2012-04-11 18:40

本发明专利技术公开了一种可实现整流和逆变的多电平Ｔ型变换器的拓扑结构，其特征在于：通过电容Ｃ↓［Ｔ１］、Ｃ↓［Ｔ２］……Ｃ↓［Ｔｋ－１］、Ｃ↓［Ｔｋ］及Ｃ↓［Ｂ１］、Ｃ↓［Ｂ２］……Ｃ↓［Ｂｋ－１］、Ｃ↓［Ｂｋ］共２ｋ个电容构成Ｔ型变换器的纵轴；通过Ｓ↓［１］、Ｓ↓［２］……Ｓ↓［ｋ－１］、Ｓ↓［ｋ］共ｋ个双向可控开关构成Ｔ型变换器的横轴；其中Ｓ↓［ｉ］与Ｓ↓［ｉ＋１］之间的节点和Ｃ↓［Ｔｉ］与Ｃ↓［Ｔｉ＋１］的节点之间有一正向的单向可控开关支路，在Ｓ↓［ｉ］与Ｓ↓［ｉ＋１］之间的节点和Ｃ↓［Ｂｉ］与Ｃ↓［Ｂｉ＋１］（ｉ＝１，２……ｋ－１）的节点之间有一反向的单向可控开关支路；横轴的双向可控开关Ｓ↓［１］与Ｓ↓［２］不相连的一端与纵轴电容的中点ｏ相连，横轴的双向可控开关Ｓ↓［ｋ］与Ｓ↓［ｋ－１］不相连的一端与电容Ｃ↓［Ｔｋ］的正极之间有一个正向的单向可控开关支路，与电容Ｃ↓［Ｂｋ］的负极之间有一反向的单向可控开关支路。可以通过扩展双向开关、电容以及支路的数量来增加变换器的电平数，可以应用于单相，三相或者多相的系统当中。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力电子交直或者直交变流电路拓扑结构，特别涉及一种可以实现电能的整流和逆变的多电平变换器的拓扑结构。
技术介绍
两电平变换器电路在铁路，工业等各个领域有着十分广泛的应用，然而在高压领域的应用中，两电平变换器由于受到器件耐压的限制，必须通过变压器与高压电网或者负载相连，笨重的工频变压器大大增加了电力电子变换装置的成本和体积。相对于普通的两电平电路，多电平电路是指输出电压的电平数N大于2的变换器。多电平变换器具有以下优点1、交流侧输出的电压波形更加接近于正弦，电压谐波含量小。2、交流侧输出的电压的血W小，对负载(比如电机)的绝缘影响小，同时大大降低了电磁干扰的水平。3、以低耐压水平的单管构成高压系统，解决高压系统的单管耐压问题但不需要额外的变压器，大大减小了系统的体积。目前，多电平变换器的拓扑结构多种多样。通用型多电平电路拓扑结构，随着电平数量的增多，所需的半导体器件的数量急剧增加，且随着电平数增加，各个电容电压不容易平衡，使得多电平在实际使用中有一定的限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是解决传统两电平变换器在高压领域应用的局限性，可以实现无需工频变压器，使电力电子装置直接与高压电源或者负载相连。提供了一种可直接应用于高压整流或者逆变领域，同时有效的改善装置的输出电压和电流谐波含量，提高交流电压电流波形质量的新的多电平拓扑结构。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下通过电容cT1、 cT2……cT(k-1)、 cTk and CB1、 CB2……C(k-1)、 CBk (k为一个常数,根据电平数的...

【技术保护点】
一种可实现整流和逆变的多电平Ｔ型变换器的拓扑结构，其特征在于：电容Ｃ↓［Ｔ１］、Ｃ↓［Ｔ２］……Ｃ↓［Ｔ（ｋ－１）］、Ｃ↓［Ｔｋ］及Ｃ↓［Ｂ１］、Ｃ↓［Ｂ２］……Ｃ↓［Ｂ（ｋ－１）］、Ｃ↓［Ｂｋ］（ｋ为一个常数，根据电平数的需要而定，下同）共２ｋ个电容串联构成Ｔ型变换器的纵轴；双向开关Ｓ↓［１］、Ｓ↓［２］……Ｓ↓［ｋ－１］、Ｓ↓［ｋ］构成Ｔ型变换器的横轴；双向开关Ｓ↓［ｉ］与Ｓ↓［ｉ＋１］（ｉ＝１，２……ｋ－１，下同）连接构成的节点Ｍ↓［ｉ］和Ｃ↓［Ｔｉ］与Ｃ↓［Ｔ（ｉ＋１）］连接构成的节点Ｔ↓［ｉ］之间有一正向的单向可控开关支路Ｓ↓［Ｔｉ］，节点Ｍ↓［ｉ］和Ｃ↓［Ｂｉ］与Ｃ↓［Ｂ（ｉ＋１）］连接构成的节点Ｂ↓［ｉ］之间有一反向的单向可控开关支路Ｓ↓［Ｂｉ］；双向可控开关Ｓ↓［１］一端与Ｓ↓［２］相连，另一端与电容Ｃ↓［Ｔ１］和Ｃ↓［Ｂ１］连接构成的节点Ｏ（也称中点）相连接；双向可控开关Ｓ↓［ｋ］一端与Ｓ↓［ｋ－１］相连，另一端与交流侧连接构成节点Ｍ↓［ｋ］；节点Ｍ↓［ｋ］与电容Ｃ↓［Ｔｋ］的正极Ｔ↓［ｋ］之间有正向的单向可控开关支路Ｓ↓［Ｔｋ］，节点Ｍ↓［ｋ］与电容Ｃ↓［Ｂｋ］的负...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琼林，高吉磊，游小杰，林飞，郝瑞祥，贺明智，王琛琛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]

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