[发明专利]基于非对称多电平合成技术的AC/DC变换器实现方法

摘要

本发明基于非对称多电平合成技术的AC／DC变换器实现方法属于电气技术相关的AC／DC变换及控制技术，目的是研发一种低谐波、高质量、适合各种容量应用需求的AC／DC变换器，其特征是将传统12脉波AC／DC变换器的电流对称分配给两个三相变流桥进行变换的方式，用非对称的分配给两个三相变流桥的新方法来替代，按特定变换规律将直流电流分配给两个三相变流桥，使变换器三相交流进线电流为正弦波，进而采用等增量台阶形三角波电流波形近似替代理想变换，具有低谐波、晶闸管可控化、功率因数可超前滞后连续调节、系统综合效率高、适合各种容量应用需求的特点，可用于各种容量的直流电源和各种用途的有源前端变流器。

主权项

基于非对称多电平合成技术的AC/DC变换器实现方法，其特征在于：采用一次侧为Y形绕组(2)，二次侧分别为Y形绕组(3)和△形绕组(4)两个绕组的移相变压器，移相变压器二次侧分别连接两个完全相同的晶闸管三相变流桥，形成12脉波AC/DC变换器，采用对两个三相变流桥进行非对称电流的控制策略，分别按(1)式和(2)式的特定变换规律控制产生互不对称的，且相位也不相同的Y绕组(3)电流和△绕组(4)电流，使两绕组交流合成电流，即移相变压器一次侧Y形绕组(2)的电流为正弦波电流，按(1)式和(2)式的特定变换规律控制两个三相变流桥的电流波形采用等增量台阶形三角波电流波形近似，并通过多电平直流电流控制及合成单元(7)实现，按(1)式变换规律控制变压器二次侧Y绕组电流波形，按(2)式变换规律控制变压器二次侧△绕组电流波形，在变压器一次侧得到接近正弦波波形的合成电流，$I_{BY}\left(\mathrm{\ω}t\right)=I_{dc}\{\frac{1}{2}+\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{7+4\sqrt{3}}{36{(2k-1)}^2-1}cos\[6(2k-1)\mathrm{\ω}t\]+\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{1}{144k^2-1}cos\left(12k\mathrm{\ω}t\right)\}---\left(1\right)$$I_{B\mathrm{\Δ}}\left(\mathrm{\ω}t\right)=I_{dc}\{\frac{1}{2}-\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{7+4\sqrt{3}}{36{(2k-1)}^2-1}cos\[6(2k-1)\mathrm{\ω}t\]+\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{1}{144k^2-1}cos\left(12k\mathrm{\ω}t\right)\}---\left(2\right)$式中：I_BY：Y桥直流电流I_BΔ：Δ桥直流电流I_dc：直流负载侧电流k＝1，2，…。