[发明专利]一种全桥MMC式高压三相‑单相直接变换器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种全桥MMC式高压三相‑单相直接变换器及其控制方法，变换器包括六个H桥链节和六个滤波电感，每个H桥链节包括多个级联的H桥模块，所述六个H桥链节分成两组，每组三个H桥链节，所述每组的三个H桥链节一端各通过一个滤波电感L连接至三相电网，每组的三个H桥链节另一端星型连接；两组H桥链节的星型连接点分别连接于单相负载的两端。本发明采用模块化多电平变化技术，将低压器件通过串联形式实现直接连接于中高压配电网，省去了昂贵和笨重的变压器；同时通过采用6个H桥级联链来形成两个星型连接点以实现单相电压输出，具有很强的实用性，可实现电能的高效变换。

主权项

一种全桥MMC式高压三相‑单相直接变换器的控制方法，全桥MMC式高压三相‑单相直接变换器包括六个H桥链节和六个滤波电感，每个H桥链节包括多个级联的H桥模块，所述六个H桥链节分成两组，每组三个H桥链节，所述每组的三个H桥链节一端各通过一个滤波电感L连接至三相电网，每组的三个H桥链节另一端星型连接；两组H桥链节的星型连接点分别连接于单相负载的两端；其特征在于，包括以下步骤：1)检测三相直流侧电压平均值：udavea=Σ(uda1x+uda2x)/2nudaveb=Σ(udb1x+udb2x)/2nudavec=Σ(udc1x+udc2x)/2n;]]>其中，n表示每个H桥链节的级联模块数；uda1x表示A1相H桥链节第x个H桥单元的直流侧电压；uda2x表示A2相链节第x个H桥单元的直流侧电压；其他依次类推；A1相H桥链节、B1相H桥链节、C1相H桥链节为其中一组H桥链节中的三个H桥链节；A2相H桥链节、B2相H桥链节、C2相H桥链节为另外一组H桥链节中的三个H桥链节；2)将三相直流侧电压参考值分别减去三相直流侧电压平均值udavea、udaveb和udavec，然后送入电压PI控制器调节处理，得到三相直流侧电压调节量Ipa、Ipb和Ipc；将Ipa、Ipb和Ipc分别与三相电压同步信号相乘，获得三相电网电流内环指令参考信号ipa、ipb和ipc；3)将电流内环指令参考信号ipa、ipb和ipc分别减去检测到的三相电网电流isa、isb和isc，然后将电流误差送入到电流内环控制器处理，得到H桥链节的电压调制波信号uma、umb和umc；4)根据单相负载输出电流的期望幅值I*和频率ω*，求得输出电流参考信号为：io*＝I*sin(ω*t)；然后将io*与检测得到的单相负载输出电流io相减，并将电流差值送入到电流控制器调节后得到输出调制波信号umo；5)将uma与umo相加得到A1相H桥链节的调制波信号uma1，将uma与umo相减得到A2相H桥链节的调制波信号uma2；将umb与umo相加得到B1相H桥链节的调制波信号umb1，将umb与umo相减得到B2相H桥链节的调制波信号umb2；将umc与umo相加得到C1相H桥链节的调制波信号umc1，将umc与umo相减得到C2相H桥链节的调制波信号umc2；6)将调制波信号uma1、uma2、umb1、umb2、umc1和umc2送入载波调制环节，输出得到每个H桥链节的PWM驱动信号，分别驱动对应的H桥链节输出期望的电压电流值。