具有减小的共模电压的多电平转换器系统和方法_5

文档序号:8458887阅读:来源:国知局
sing) "的方式表示包括。
[0066] 本公开内容还可以通过以下方案来实现:
[0067] 方案1. 一种功率转换系统,包括:
[0068] DC总线电路,所述DC总线电路包括第一 DC总线端子和第二DC总线端子;
[0069] 整流器,所述整流器包括多个多电平整流器转换器级,所述多电平整流器转换器 级中的各个多电平整流器转换器级包括AC输入端子、一对DC输出端子以及多电平整流器 电路,其中,所述AC输入端子适于从多个AC输入相位中的对应的AC输入相位接收AC输入 功率,所述一对DC输出端子分别耦接至所述DC总线电路的所述第一 DC总线端子和所述第 二DC总线端子中的对应的DC总线端子,所述多电平整流器电路能够根据整流器开关控制 信号的对应集合操作以转换AC输入功率以便在所述DC输出端子处提供DC输出电压;
[0070] 逆变器,所述逆变器包括多个多电平逆变器级,所述多电平逆变器级中的各个多 电平逆变器级包括一对DC输入端子、AC输出端子以及多电平逆变器电路,其中,所述一对 DC输入端子分别耦接至所述DC总线电路的所述第一 DC总线端子和所述第二DC总线端子 中的对应的DC总线端子,所述AC输出端子适于直接地或间接地向多个AC输出相位中的对 应的AC输出相位提供AC输出功率以驱动负载,所述多电平逆变器电路能够根据逆变器开 关控制信号的对应集合操作以转换来自所述DC总线电路的DC输入功率以便在所述AC输 出端子处提供AC输出电压;以及
[0071] 控制器,所述控制器提供所述整流器开关控制信号和所述逆变器开关控制信号, 以促进抵消所述整流器和所述逆变器的共模电压贡献。
[0072] 方案2.根据方案1所述的功率转换系统,其中,所述各个多电平整流器转换器级 和所述各个多电平逆变器级是嵌套式中性点箝位型多电平转换器。
[0073] 方案3.根据方案2所述的功率转换系统,其中,所述各个嵌套式中性点箝位型多 电平转换器包括:
[0074] 中性点箝位型(NPC)转换器电路,所述NPC转换器电路包括在第一转换器电路输 入节点与第二转换器电路输入节点之间彼此串联连接的多个转换器开关设备以及连接所 述多个转换器开关设备中的两个转换器开关设备的转换器AC节点;
[0075] 所述NPC转换器的箝位子电路,所述NPC转换器的箝位子电路包括在所述转换器 开关电路的第一内部节点与第二内部节点之间彼此串联连接的第一箝位元件和第二箝位 元件以及连结所述第一箝位元件和所述第二箝位元件的第三内部节点;以及
[0076] 开关电容器电路,所述开关电容器电路包括分别连接在所述转换器DC端子中的 对应的转换器DC端子与对应的转换器电路输入节点之间的开关电容器电路开关设备以及 分别连接在所述转换器电路输入节点中的对应的转换器电路输入节点与所述第三内部节 点之间的第一电容器和第二电容器。
[0077] 方案4.根据方案3所述的功率转换系统,其中,所述控制器向所述各个嵌套式中 性点箝位型多电平转换器的所述多个转换器开关设备和所述开关电容器电路开关设备提 供所述整流器开关控制信号和所述逆变器开关控制信号,以控制对所述第一电容器和所述 第二电容器的充电和放电。
[0078] 方案5.根据方案2所述的功率转换系统,其中,所述控制器向所述各个多电平逆 变器级的所述多个转换器开关设备和所述开关电容器电路开关设备提供所述逆变器开关 控制信号,以便以四个不同电平中之一并且以所述各个AC输出相位提供所述输出电压。
[0079] 方案6.根据方案1所述的功率转换系统,其中,所述整流器和所述逆变器的所述 各个多电平转换器级被配置成提供整数N个AC电压电平,其中,N为大于等于4的偶数。
[0080] 方案7.根据方案6所述的功率转换系统,其中,所述控制器根据对应的整流器参 考矢量和逆变器参考矢量使用具有最小绝对共模电压的可能的开关状态的对应子集经由 空间矢量调制来提供所述整流器开关控制信号和逆变器开关控制信号。
[0081] 方案8.根据方案7所述的功率转换系统,其中,在与所述整流器参考矢量关联的 调制指数小于等于预定值并且与所述逆变器参考矢量关联的调制指数小于等于所述预定 值时,所述控制器使用相同的所述可能的开关状态的子集来提供所述整流器开关控制信号 和所述逆变器开关控制信号。
[0082] 方案9.根据方案7所述的功率转换系统,其中,在与和所述整流器和所述逆变器 中的第一个关联的所述参考矢量关联的调制指数大于预定值并且与和所述整流器和所述 逆变器中的另一个关联的所述参考矢量关联的调制指数小于等于相同的所述预定值时,所 述控制器使用可能的开关状态的第一子集和可能的开关状态的不同的第二子集中的开关 状态交替地向所述整流器和所述逆变器中的所述第一个提供所述开关控制信号,其中,所 述对应的多电平级的共模电压贡献在所述可能的开关状态的第一子集下为最小正值,所述 对应的多电平级的共模电压贡献在所述可能的开关状态的第二子集下为最小负值;并且其 中,所述控制器使用相同的所述子集中的当前用于所述整流器和所述逆变器中的所述第一 个的开关状态来向所述整流器和所述逆变器中的所述另一个提供所述开关控制信号。
[0083] 方案10. -种用于操作多相AC-AC转换系统的方法,所述多相AC-AC系统具有包 括多个多电平整流器转换器级的整流器、包括多个多电平逆变器级的逆变器和中间DC总 线电路,所述方法包括:
[0084] 分别向所述整流器和所述逆变器的所述多电平级提供整流器开关控制信号和逆 变器开关控制信号,以促进抵消所述整流器的共模电压贡献和所述逆变器的共模电压贡 献。
[0085] 方案11.根据方案10所述的方法,其中,所述整流器和所述逆变器的所述各个多 电平级被配置成提供整数N个AC电压电平,其中,N为大于等于4的偶数。
[0086] 方案12.根据方案11所述的方法,包括:根据对应的整流器参考矢量和逆变器参 考矢量使用具有最小绝对共模电压的可能的开关状态的对应子集经由空间矢量调制来提 供所述整流器开关控制信号和所述逆变器开关控制信号。
[0087] 方案13.根据方案12所述的方法,包括:在与所述整流器参考矢量关联的调制指 数小于等于预定值并且与所述逆变器参考矢量关联的调制指数小于等于所述预定值时,使 用相同的所述可能的开关状态的子集来提供所述整流器开关控制信号和所述逆变器开关 控制信号。
[0088] 方案14.根据方案12所述的方法,包括:在与和所述整流器和所述逆变器中的第 一个关联的所述参考矢量关联的调制指数大于预定值并且与和所述整流器和所述逆变器 中的另一个关联的所述参考矢量关联的调制指数小于等于所述预定值时,使用可能的开关 状态的第一子集和可能的开关状态的不同的第二子集中的开关状态交替地向所述整流器 和所述逆变器中的所述第一个提供所述开关控制信号,其中,所述对应的多电平级的共模 电压贡献在所述可能的开关状态的第一子集下为最小正值,所述对应的多电平级的共模电 压贡献在所述可能的开关状态的第二子集下为最小负值;以及使用相同的所述子集中的当 前用于所述整流器和所述逆变器中的所述第一个的开关状态来向所述整流器和所述逆变 器中的第二个提供所述开关控制信号。
[0089] 方案15. -种功率转换系统,包括:
[0090] 多相多电平转换器,所述多相多电平转换器包括多个多电平转换器级,所述多电 平转换器级中的各个多电平转换器级包括一对DC端子、AC端子以及多电平转换器电路,其 中,所述一对DC端子分别耦接至DC总线电路,所述AC端子适于直接地或间接地向多个AC 相位中的对应的AC相位提供AC输出功率或从多个AC相位中的对应的AC相位接收AC输 出功率,所述多电平转换器电路能够根据转换器开关控制信号的对应集合操作;其中,所述 各个多电平转换器级被配置成提供整数N个AC电压电平,其中,N为大于等于4的偶数;以 及
[0091] 控制器,所述控制器仅使用具有最小绝对共模电压的可能的开关状态的子集经由 空间矢量调制来向所述多电平转换器级中的各个多电平转换器级提供所述转换器开关控 制信号。
[0092] 方案16.根据方案15所述的功率转换系统,其中,所述各个多电平转换器级为具 有包括第一电容器和第二电容器的开关电容器电路的嵌套式中性点箝位型多电平转换器, 并且其中,所述控制器提供所述转换器开关控制信号以控制对所述第一电容器和所述第二 电容器的充电和放电以便将对应的第一电容器电压和第二电容器电压调节为小于所述DC 端子两端的DC总线电压的一半。
[0093] 方案17.根据方案15所述的功率转换系统,其中,所述控制器通过仅使用实际矢 量或者通过使用实际矢量和根据参考矢量使用表示所述可能的开关状态的子集中的开关 状态的实际矢量合成的虚拟矢量二者来提供所述转换器开关控制信号。
[0094] 方案18. -种功率转换系统,包括:
[0095] 多相多电平转换器,所述多相多电平转换器包括多个多电平转换器级,所述多电 平转换器级中的各个多电平转换器级包括一对DC端子、AC端子以及多电平转换器电路,其 中,所述一对DC端子分别耦接至DC总线电路,所述AC端子适于直接地或间接地向多个AC 相位中的对应的AC相位提供AC输出功率或从多个AC相位中的对应的AC相位接收AC输 出功率,所述多电平转换器电路能够根据转换器开关控制信号的对应集合操作;以及 [0096] 控制器,所述控制器仅使用具有最小绝对共模电压的可能的开关状态的子集经由 空间矢量调制来向所述多电平转换器级中的各个多电平转换器级提供所述转换器开关控 制信号,其中,所述控制器通过直接仅使用根据参考矢量而使用表示所述可能的开关状态 的子集中的开关状态的实际矢量合成的虚拟矢量来提供所述转换器开关控制信号。
[0097] 方案19.根据方案18所述的功率转换系统,其中,所述虚拟矢量被构造以使得所 述虚拟矢量的平均共模电压为零。
[0098] 方案20.根据方案18所述的功率转换系统,其中,所述各个多电平转换器级为具 有包括第一电容器和第二电容器的开关电容器电路的嵌套式中性点箝位型多电平转换器, 并且其中,所述控制器提供所述转换器开关控制信号以控制对所述第一电容器和所述第二 电容器的充电和放电以便将对应的第一电容器电压和第二电容器电压调节为小于所述DC 端子两端的DC总线电压的一半。 「00991 部件歹丨丨耒
【主权项】
1. 一种功率转换系统(2),包括: DC总线电路(90),所述DC总线电路(90)包括第一DC总线端子(90a)和第二DC总线 端子(90b); 整流器(70),所述整流器(70)包括多个多电平整流器转换器级(100a、100b、100c),所 述多电平整流器转换器级(100a、100b、100c)中的各个多电平整流器转换器级包括AC输入 端子(120)、一对DC输出端子(101、102)以及多电平整流器电路(SI至S6、D1、D2、C1、C2), 其中,所述AC输入端子(120)适于从多个AC输入相位中的对应的AC输入相位接收AC输 入功率,所述一对DC输出端子(101U02)分别耦接至所述DC总线电路(90)的所述第一DC 总线端子(90a)和所述第二DC总线端子(90b)中的对应的DC总线端子,所述多电平整流 器电路(SI至S6、D1、D2、C1、C2)能够根据整流器开关控制信号的对应集合(124a)操作以 转换AC输入功率以便在所述DC输出端子(101、102)处提供DC输出电压; 逆变器(80),所述逆变器(80)包括多个多电平逆变器级(100r、100s、100t),所述多电 平逆变器级(100r、100s、100t)中的各个多电平逆变器级包括一对DC输入端子(101、102)、 AC输出端子(120)以及多电平逆变器电路(SI至56、01、02、(:1、02),其中,所述一对0(:输 入端子(1〇1、1〇2)分别耦接至所述DC总线电路(90)的所述第一DC总线端子(90a)和所 述第二DC总线端子(90b)中的对应的DC总线端子,所述AC输出端子(120)适于直接地 或间接
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1