[发明专利]一种用于级联型多电平逆变器的多抽头移相变压器

说明书

本发明涉及一种用于级联型多电平逆变器的多抽头移相变压器。该移相变压器为三相多抽头组合式变压器，所述三相多抽头组合式变压器的原边绕组每相由N1匝线圈通过星型接法构成；所述三相多抽头组合式变压器的副边绕组每相由两个独立绕组构成，其中绕组匝数为N2的绕组通过三角型接法与绕组匝数为N3的绕组串联；所述三相多抽头组合式变压器的副边绕组每相具有4个用于调节移相角的功率开关；所述功率开关采用双向IGBT或者双向IGCT。本发明在逆变器的某个子模块发生故障时，通过调节预设的抽头位置，进而控制移相角，让逆变器工作在降级后的平衡模式。这种抽头移相变压器能有效消除因子模块故障引起的变压器的原边绕组的交流谐波电流，使得输出侧的电能质量得到有效提高。

技术领域

本发明涉及多电平功率变换领域，具体的说是一种用于级联型多电平逆变器的多抽头移相变压器。

背景技术

H桥级联型多电平逆变器广泛应用于中高压变频调速的工业领域，例如：管道压缩机，轧机，风力发电和铁路电力牵引驱动系统。H桥级联式结构不仅可以采用大量低电压等级的器件实现高压的输出，而且具有结构模块化强，使用器件最少，可靠性高，输入功率因数高，输出不需使用滤波器等优点。用于中高压变频调速应用的级联多电平逆变器需要多个隔离且相互独立的直流电源。通常逆变器由多个独立的直流电压的6脉冲整流器供电，通过一个多绕组或移相变压器与电网相连。这种变压器的作用不仅保证各部分电压之间的隔离，而且能通过消除由每个部分6脉冲整流器的电力开关产生的某些谐波为输入侧提供较理想的电能质量。

逆变器的功率半导体器件及其控制电路最容易发生故障，一旦产生故障，整个驱动模块便会丧失正常工作的能力，会对工业生产造成影响。当H桥级联型多电平逆变器的某个子模块发生故障时，因传统的多绕组变压器具有固定的电压比和固定的移相角的缺点，逆变器将工作在三相不平衡模式，该变压器原边绕组将注入不可忽略的交流谐波电流，进而引起系统工作不稳定等不良状况。

用于级联型多电平逆变器的多抽头移相变压器，将为级联型多电平逆变器提供固定电压比，但是移相角可调的直流电源。在逆变器的某个子模块发生故障时，通过调节预设的抽头位置，进而控制移相角，让逆变器工作在降级后的平衡模式。这种抽头移相变压器能有效消除因子模块故障引起的变压器的原边绕组的交流谐波电流，使得输出侧的电能质量得到有效提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于级联型多电平逆变器的多抽头移相变压器，该移相变压器在逆变器的某个子模块发生故障时，通过调节预设的抽头位置，进而控制移相角，让逆变器工作在降级后的平衡模式。这种抽头移相变压器能有效消除因子模块故障引起的变压器的原边绕组的交流谐波电流，使得输出侧的电能质量得到有效提高。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于级联型多电平逆变器的多抽头移相变压器，该移相变压器为三相多抽头组合式变压器，所述三相多抽头组合式变压器的原边绕组每相由N1匝线圈通过星型接法构成；所述三相多抽头组合式变压器的副边绕组每相由两个独立绕组构成，其中绕组匝数为N2的绕组通过三角型接法与绕组匝数为N3的绕组串联；所述三相多抽头组合式变压器的副边绕组每相具有4个用于调节移相角的功率开关。

在本发明一实施例中，所述功率开关采用双向IGBT或者双向IGCT。