基于不等式约束的无辅助电容式单箝位mmc自均压拓扑的制作方法_2

文档序号:9711032阅读:来源:国知局
A相上桥臂的第i+Ι个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块 中点向上与A相上桥臂的第i-Ι个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;A相上桥臂的第N个 子模块,其子模块二极管与IGBT模块联结点向下经两个桥臂电抗器Lo与A相下桥臂的第1个 子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第N-I个子模块二极 管与IGBT模块联结点相连;A相下桥臂的第i个子模块,其中i的取值为2~N-I,其子模块二 极管与IGBT模块联结点向下与A相下桥臂的第i+Ι个子模块IGBT模块中点相连,其IGBT模块 中点向上与A相下桥臂的第i-Ι个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;A相下桥臂的第N个 子模块,其子模块二极管与IGBT模块联结点向下与直流母线负极相连,其子模块IGBT模块 中点向上与A相下桥臂的第N-I个子模块二极管与IGBT模块联结点相连。B相上下桥臂,单箝 位子模块中,IGBT模块连接子模块电容正极,二极管连接子模块电容负极。B相上桥臂的第1 个子模块,其子模块二极管与IGBT模块联结点向上与直流母线正极相连,其子模块IGBT模 块中点向下与B相上桥臂的第2个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;B相上桥臂的第i个 子模块,其中i的取值为2~N-I,其子模块二极管与IGBT模块联结点向上与B相上桥臂的第 i-Ι个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中点向下与B相上桥臂的第i+Ι个子模 块二极管与IGBT模块联结点相连;B相上桥臂的第N个子模块,其子模块二极管与IGBT模块 联结点向上与B相上桥臂的第N-I个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中点向下 经两个桥臂电抗器Lo与B相下桥臂的第1个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;B相下桥 臂的第i个子模块,其中i的取值为2~N-1,其子模块二极管与IGBT模块联结点向上与B相下 桥臂的第i-Ι个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中点向下与B相下桥臂的第i+ 1个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;B相下桥臂的第N个子模块,其子模块二极管与 IGBT模块联结点向上与B相下桥臂第N-I个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中 点向下与直流母线负极相连。C相上下桥臂子模块的连接方式与A相一致。
[0017] 自均压辅助回路中,钳位二极管,通过IGBT模块Tau_i、Tau_i+1连接A相上桥臂中第i 个子模块电容(^-」与第1+1个子模块电容(^-」+1正极,其中浦取值为1~^1;通过1681'模 块T au_N、Tai_i连接A相上桥臂中第N个子模块电容C-au-_N与A相下桥臂第1个子模块电容C- ai-_i 正极;通过IGBT模块TmTalJ1连接A相下桥臂中第i个子模块电容Cu与A相下桥臂第i+ 1个子模块电容C-ai-_i+1正极,其中i的取值为1~N-I。钳位二极管,通过IGBT模块T bu_i、Tbi_i+1 连接B相上桥臂中第i个子模块电容C-bu-_i与第i+1个子模块电容C-bu-_i+1负极,其中i的取值 为1~N-1;通过IGBT模块T bu_N、Tbij连接B相上桥臂中第N个子模块电容C-bu-_ N与B相下桥臂 第1个子模块电容C-bi-j负极;通过IGBT模块Tbu_i、Tbi_ i+1连接B相下桥臂中第i个子模块电容 C_bi-_i与B相下桥臂第i+Ι个子模块电容C-bi-_i+i负极,其中i的取值为1~N-I。同时钳位二 极管,通过IGBT模块T biu连接A相上桥臂第一个子模块电容C-au-j与B相上桥臂第一个子模 块电容C- bu-j负极;通过IGBT模块Iai_N连接A相下桥臂第N个子模块电容C-ai_ N与B相下桥臂第 N个子模块电容C-bi-_N正极。C相钳位二极管的连接关系与A相一致。
[0018] 正常情况下,自均压辅助回路中6N个IGBT模块Tau_i、Tai_i、Tbu_i、Tbi_i、T cu_i、Tci_i常 闭,其中i的取值为I~N,A相上桥臂第i个子模块电容C-au-_i旁路时,其中i的取值为2~N,子 模块电容C^ 1与子模块电容过钳位二极管并联;A相下桥臂第一个子模块电容 C-al_l旁路时,子模块电容C_al-_1通过钳位二极管、两个桥臂电抗器Lo与子模块电容(^^^并 联;A相下桥臂第i个子模块电容C-ai_i旁路时,其中i的取值为2~N,子模块电容C- ai-_i与子 模块电容C-aU-i通过钳位二极管并联。
[0019] 正常情况下,自均压辅助回路中6N个IGBT模块Tau_i、Tai_i、Tbu_i、Tbi_i、T cu_i、Tci_i常 闭,其中i的取值为I~N,B相上桥臂第i个子模块电容C-bu-_i旁路时,其中i的取值为I~N-I, 子模块电容C^ 1与子模块电容"^^通过钳位二极管并联;B相上桥臂第N个子模块电容 C_bu_N旁路时,子模块电容C_bu-_N通过钳位二极管、两个桥臂电抗器Lo与子模块电容C_bi-_i并 联;B相下桥臂第i个子模块电容C-bi_i旁路时,其中i的取值为1~N-I,子模块电容C-bi-_i与子 模块电容(:^_ 1+1通过钳位二极管并联。
[0020] 在直交流能量转换的过程中,各个子模块交替投入、旁路,A、B相上下桥臂子模块 电容电压在钳位二极管的作用下,满足下列约束:
与此同时,A相上桥臂第1个子模块电容C-u投入时,子模块电容C-u与子模块电容 C-bu-_i通过钳位二极管并联;B相下桥臂第N个子模块电容C-bi_N投入时,子模块电容C-ai-_N与 子模块电容C- bl_N通过钳位二极管并联,因而存在下面的不等式约束:
所以可得:
C、B相间的约束条件与A、B相间的约束条件一致。
[0021] 由上述具体说明可知,该单箝位MMC拓扑具备子模块电容电压自均衡能力。
[0022] 最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实 施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
【主权项】
1. 基于不等式约束的无辅助电容式单箝位MMC自均压拓扑,其特征在于:包括由A、B、C 三相构成的单箝位MMC模型,A、B、C三相分别由2N个单箝位子模块,2个桥臂电抗器串联而 成;包括由6N个IGBT模块,6N+1个钳位二极管构成的自均压辅助回路。2. 根据权利1所述的基于不等式约束的无辅助电容式单箝位MMC自均压拓扑,其特征在 于:A相上下桥臂,单箝位子模块中,二极管连接子模块电容正极,IGBT模块连接子模块电容 负极;A相上桥臂的第1个子模块,其子模块二极管与IGBT模块联结点向下与A相上桥臂的第 2个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中点向上与直流母线正极相连;A相上桥 臂的第i个子模块,其中i的取值为2~N-1,其子模块二极管与IGBT模块联结点向下与A相上 桥臂的第i+1个子模块IGBT模块中点相连,其子模块IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第i-1个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;A相上桥臂的第N个子模块,其子模块二极管与 IGBT模块联结点向下经两个桥臂电抗器L〇与A相下桥臂的第1个子模块IGBT模块中点相连, 其子模块IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第N-1个子模块二极管与IGBT模块联结点相连; A相下桥臂的第i个子模块,其中i的取值为2~N-1,其子模块二极管与IGBT模块联结点向下 与A相下桥臂的第i+Ι个子模块IGBT模块中点相连,其IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第 i-Ι个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;A相下桥臂的第N个子模块,其子模块二极管与 IGBT模块联结点向下与直流母线负极相连,其子模块IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第 N-1个子模块二极管与IGBT模块联结点相连;B相上下桥臂,单箝位子模块中,IGBT模块连接 子模块电容正极,二极管连接子模块电容负极;B相上桥臂的第1个子模块,其子模块二极管 与IGBT模块联结点向上与直流母线正极相连,其子模块IGBT模块中点向下与B相上桥臂的 第2个子模块二极
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