多电平变换器拓扑结构综述及展望

发布时间：2021-09-19 15:38

　　多电平变换器具有输出谐波小、dv/dt小、器件电压应力小等优点,广泛应用于电力系统、电力传动等高压大容量电能变换场合。该文对多电平拓扑结构进行分析总结,为构造满足不同应用场合、不同特点的多电平变换器提供思路。文章首先从基本单元分析法出发,得出了多电平电路的具体实现方式,然后系统地介绍几种典型多电平变换器的拓扑结构和工作原理,再分别从不同的拓扑结构出发,回顾国内外最新研究进展,分析多电平拓扑结构的发展趋势,并且指出多电平变换器在新拓扑结构、软开关技术上的重要发展方向,为多电平拓扑结构的发展提供了新思路。 

【文章来源】：电机与控制学报. 2020,24(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

直流电平获取方法

根据任何一个电力电子电路都是由任意开关器件与电压源串联，节点连接电流源的原则，以及上述多电平电路的电平获取方法，可得出图2(a)所示的电力电子电路基本单元结构，进而得到一种半桥基本单元。如图2(b)所示，该基本单元结构由电容、可控开关管和反并联二极管构成，开关管S1和S2工作在互补状态，反并联二极管为电流提供了双向通路，在输出端VO可以得到0和E两种不同的电平。通过基本单元的级联可以实现不同结构的多电平电路。1.2 二极管箝位型拓扑结构

文献[17]对二极管箝位型拓扑结构的二极管连接方式进行调整，改进的拓扑结构实现了箝位二极管之间多级电压箝位，解决了二极管受压不均的问题。文献[18]提出一种T型多电平拓扑结构，如图4(a)所示，采用2个反串联的开关管来代替原有的箝位二极管，实现中性点电压箝位，相比于二极管箝位型拓扑结构，减少了箝位二极管的使用，但开关管的串联会带来静态、动态均压的问题。在此基础上，文献[19]对T拓扑结构进一步改进，如图4(b)所示，采用逆阻型开关器件并联来代替双向开关，减小损耗。图4 T型拓扑结构

【参考文献】：
期刊论文
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[2]含开关电容的有源箝位多电平逆变器[J]. 吴学智,赵亚雪,刘京斗,刘锋,王杰,赵志刚,张雪芬.  电网技术. 2020(04)
[3]多电平变换器的一维空间矢量调制技术研究[J]. 吴学智,刘锋,刘京斗,赵亚雪,王杰,刘旭.  电网技术. 2019(11)
[4]三电平ANPC逆变器中点电压平衡和开关损耗减小的SVM控制策略[J]. 胡存刚,芮涛,马大俊,王群京,罗方林.  中国电机工程学报. 2016(13)
[5]基于空间电压矢量的有源中点箝位型五电平逆变器母线中点电压平衡问题的研究[J]. 刘战,谭国俊,李浩,叶宗彬.  中国电机工程学报. 2015(24)
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本文编号：3401881