[发明专利]一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器及电路

权利要求书

1.一种可变频率变压器故障穿越电路的级联变换器，其特征在于，包括：第一输出端、第二输出端、直流端、第一开关、第二开关直至第九开关；

所述第一输出端的第一相分别与所述第一开关的第二端和所述第四开关的第一端连接，所述第一输出端的第二相分别与所述第二开关的第二端和所述第五开关的第一端连接，所述第一输出端的第三相分别与所述第三开关的第二端和所述第六开关的第一端连接；所述第二输出端的第一相分别与所述第四开关的第二端和所述第七开关的第一端连接，所述第二输出端的第二相分别与所述第五开关的第二端和所述第八开关的第一端连接，所述第二输出端的第三相分别与所述第六开关的第二端和所述第九开关的第一端连接；

所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端相互连接，其公共端作为所述直流端的正极，所述第七开关的第二端、所述第八开关的第二端、所述第九开关的第二端相互连接，其公共端作为所述直流端的负极。

2.根据权利要求1所述的级联变换器，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关均包括绝缘栅双极型晶体管IGBT和二极管；

其中，所述IGBT的集电极与所述二极管的阴极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关的第一端；所述IGBT的发射极与所述二极管的阳极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关的第二端；所述IGBT的基极作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关的控制端。

3.根据权利要求1所述的级联变换器，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关均包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOS和二极管；

其中，所述MOS的漏极与所述二极管的阴极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关的第一端；所述MOS的源极与所述二极管的阳极连接，其公共端作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关的第二端；所述MOS的栅极作为所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关的控制端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的级联变换器，其特征在于，还包括与所述第一开关、所述第二开关直至所述第九开关分别并联的冗余开关。

5.根据权利要求4所述的级联变换器，其特征在于，所述冗余开关为继电器。

6.一种可变频率变压器故障穿越电路，其特征在于，包括：第一电网、第二电网、可变频率变压器、并联三相变换器、H桥变换器、第一补偿变压器、第二补偿变压器、直流电容、滤波电感、控制器以及如权利要求1至5任一项所述的级联变换器，其中：

所述第一电网与所述可变频率变压器的定子连接，所述第二电网与所述可变频率变压器的转子连接；所述第一补偿变压器串联在所述第一电网和所述可变频率变压器的定子之间，所述第二补偿变压器串联在所述第二电网和所述可变频率变压器的转子之间；

所述并联三相变换器的输入端连接所述滤波电感的第一端，所述滤波电感的第二端连接在所述第一补偿变压器和所述可变频率变压器的定子之间；

所述H桥变换器的输出端与所述可变频率变压器的电机连接；

所述级联变换器的第一输出端与所述第一补偿变压器的输入端连接，所述级联变换器的第二输出端与所述第二补偿变压器的输入端连接，所述级联变换器的直流端的正极分别与所述直流电容的第一端、所述H桥变换器的输入端的第一端、所述并联三相变换器的输出端的第一端连接，所述级联变换器的直流端的负极分别与所述直流电容的第二端、所述H桥变换器的输入端的第二端连接、所述并联三相变换器的输出端的第二端连接；

与所述级联变换器连接的控制器，用于获取所述第一电网和/或所述第二电网的电压状态，根据所述电压状态进行补偿电压计算处理得到所述第一输出端和/或所述第二输出端的三相电压参考值，对所述三相电压参考值进行调制处理得到控制信号，输出所述控制信号以便对发生故障的电网进行电压补偿。

7.一种可变频率变压器电路，其特征在于，包括：第一电网、第二电网、可变频率变压器、补偿变压器、H桥变换器、滤波电感、直流电容、控制器以及如权利要求1至5任一项所述的级联变换器，其中：

所述第一电网与所述可变频率变压器的定子连接，所述第二电网与所述可变频率变压器的转子连接；所述补偿变压器串联在所述第一电网和所述可变频率变压器的定子之间；

所述H桥变换器的输出端与所述可变频率变压器的电机连接；

所述级联变换器的第一输出端与所述补偿变压器的输入端连接；所述级联变换器的第二输出端与所述滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端连接在所述补偿变压器和所述可变频率变压器的定子之间；所述级联变换器的直流端的正极分别与所述直流电容的第一端和所述H桥变换器的输入端的第一端连接，所述级联变换器的直流端的负极分别与所述直流电容的第二端和所述H桥变换器的输入端的第二端连接。

与所述级联变换器连接的控制器，用于获取所述第一电网和第二电网的电压状态，根据所述电压状态进行补偿电压计算处理得到所述第一输出端的三相电压参考值；获取所述定子、所述直流电容和所述滤波电感的电压电流状态，根据所述电压电流状态进行直流电压计算处理得到所述第二输出端的三相电压参考值；对所有所述三相电压参考值进行调制处理得到控制信号，输出所述控制信号以便对发生故障的电网进行电压补偿，对所述直流端的电压进行调节。