[发明专利]一种电压型四桥臂高频链矩阵式整流器及补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换器拓扑及控制领域，尤其是一种带补偿功能的电压型四桥臂高频链矩阵式整流器以及基于上述拓扑的谐波补偿方法。

背景技术

整流器是一种可以实现交流到直流电能变换的拓扑装置。电压型四桥臂高频链矩阵式整流器是由三相高频链矩阵式整流器演化而来，其不仅具有传统电压型PWM整流器可实现单位功率因数，正弦电流以及绿色电能变换的优点，而且具有电气隔离，更广的变压范围，能量双向流动以及更好的应对时常发生的电网不平衡问题。相较于传统PWM整流器具有明显优势。

然而，随着电力电子设备及变流装置、新能源等的迅速发展和广泛使用，对电网造成的压力和污染不断增加，而整流环节广泛存在于各类设备中，因此其成为了治理电网污染的一个有效切入点。由于上述优势，对带补偿功能的四桥臂矩阵式整流器进行研究，并实现其在电网不平衡时可以输出直流电压的同时，又可以在一定程度上缓解电网污染的功能具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种既可以在电网不平衡情况下实现正常的整流功能、又可以对电网谐波电流进行一定补偿的电压型四桥臂高频链矩阵式整流器及补偿方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述整流器由三相电网电动势e_a、e_b、e_c、滤波电感L_a、滤波电感L_b、滤波电感L_c、中线电感L_m、寄生电阻R_a、寄生电阻R_b、寄生电阻R_c、中线寄生电阻R_m、可控开关管S_pah、可控开关管S_pbh、可控开关管S_pch、可控开关管S_pdh、可控开关管S_pal、可控开关管S_pbl、可控开关管S_pcl、可控开关管S_pdl、可控开关管S_nah、可控开关管S_nbh、可控开关管S_nch、可控开关管S_ndh、可控开关管S_nal、可控开关管S_nbl、可控开关管S_ncl、可控开关管S_ndl、双绕组高频变压器、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、电容滤波器C_dc、负载R_dc组成；

可控开关管S_nah的集电极与可控开关管S_pal的集电极相连，可控开关管S_nah的发射极与可控开关管S_pah的发射极相连，可控开关管S_pal的发射极与可控开关管S_nal的发射极相连，可控开关管S_pah、可控开关管S_nah、可控开关管S_pal、可控开关管S_nal组成A相桥臂；A相电网电动势e_a与滤波电感L_a、寄生电阻R_a顺次连接，寄生电阻R_a另一端分别与A相桥臂的中点a相连；

可控开关管S_nbh的集电极与可控开关管S_pbl的集电极相连，可控开关管S_nbh的发射极与可控开关管S_pbh的发射极相连，可控开关管S_nbl的发射极与可控开关管S_pbl的发射极相连，可控开关管S_pbh、可控开关管S_nbh、可控开关管S_pbl、可控开关管S_nbl的组成B相桥臂；B相电网电动势e_b与滤波电感L_b、寄生电阻R_b顺次连接，寄生电阻R_b另一端分别与B相桥臂的中点b相连；