[发明专利]一种混合五电平变流器及其控制方法

摘要

本发明公开一种混合五电平变流器及其控制方法，该变流器由三电平T型变流器拓扑和传统两电平变流器拓扑混合演变而成。基于器件的耐压和开关频率不同，该变流器单相拓扑可分为两部分：高压低频单元和低压高频率单元。该变流器采用混合调制方法，高压低频单元器件工作在基频调制下，低压高频单元功率器件工作在高频多载波SPWM调制下，因此，可以在高压低频单元选择耐压值较高但开关频率较低的器件，而在低压高频单元选择开关速度较快但耐压比较低的器件，从而可以减小变流器的功率损耗，提高效率。该新型混合五电平变流器采用较少的器件，输出电能质量较好，效率较高，而且具有较低的功率损耗及易于模块化等优点。

主权项

一种混合五电平变流器，其特征在于：包括三相桥臂，每相桥臂分为两个单元：高压低频单元(1)和低压高频单元(2)；所述高压低频单元(1)由两电平上桥臂(11)、两电平下桥臂(12)和直流母线(13)构成；所述两电平上桥臂(11)由第一功率开关管VT₁的发射极与第二功率开关管VT₂的集电极连接而成，所述两电平下桥臂(12)由第三功率开关管VT₃的发射极与第四功率开关管VT₄的集电极连接而成，所述直流母线(13)由两个第一电解电容串联而成；所述两电平上桥臂(11)中第二功率开关管VT₂的发射极与两电平下桥臂(12)中第三功率开关管VT₃的集电极相连，两电平上桥臂(11)中第一功率开关管VT₁的集电极与直流母线(13)的正极性端相连，两电平下桥臂(12)中第四功率开关管VT₄的发射极与直流母线(13)的负极性端相连；所述低压高频单元(2)由三电平T型桥臂(21)和飞跨电解电容(22)构成；所述三电平T型桥臂(21)包括由第五功率开关管VT₅构成的上半桥桥臂、由第八功率开关管VT₈构成的下半桥桥臂和由第六功率开关管VT₆的发射极连接第七功率开关管VT₇的发射极组成的中点钳位桥臂，所述飞跨电解电容(22)由两个第二电解电容串联而成；所述三电平T型桥臂(21)中上半桥桥臂的第五功率开关管VT₅的集电极与飞跨电解电容(22)的正极性端相连，三电平T型桥臂(21)中下半桥桥臂的第八功率开关管VT₈的发射极与飞跨电解电容(22)的负极性端相连，上半桥桥臂的第五功率开关管VT₅的发射极与下半桥桥臂的第八功率开关管VT₈的集电极相连，所述中点钳位桥臂的第六功率开关管VT₆的集电极与飞跨电解电容(22)的中点相连，第七功率开关管VT₇的集电极连接至交流输出端x；所述x为A相交流输出端a、B相交流输出端b、C相交流输出端c；所述高压低频单元(1)中两电平上桥臂(11)的中点与低压高频单元(2)中飞跨电解电容(22)的正极性端相连；高压低频单元(1)两电平下桥臂(12)的中点与低压高频单元(2)中飞跨电解电容(22)的负极性端相连。