N输入单相2N+2开关组MMC整流器及其控制方法

摘要

本发明提供N输入单相2N+2开关组MMC整流器及其控制方法。整流器包括N个交流输入电源、N个交流电感、第一桥臂、第二桥臂和一个整流输出端负载；所述第一桥臂和第二桥臂均由N+1个开关组和2个电感串联而成；第一桥臂和第二桥臂中的第i个开关组均由n个功率开关单元串联而成，i的取值为1~N+1；第k个交流电源的两端作为第k路输入，其中k的取值为1~N，N>2。该整流器采用载波移相PWM控制，N个输入交流电源变换成N路2n+1电平的交流输入，整流叠加后给负载供电，且MMC功率开关单元中每个开关管承受的电压应力仅为直流电源电压的1/n，解决了开关管的均压问题，适合多交流电源输入、高压和大功率场合的应用。

主权项

N输入单相2N+2开关组MMC整流器，其特征在于：包括N个交流输入电源（u_S1、u_S2、…、u_SN）、N个交流电感（L_S1、L_S2、…、L_SN）、第一桥臂、第二桥臂和负载（R）；所述第一桥臂由N+1个开关组（B₀₁、B₀₂、…、B_0(N+1)）和2个电感（L₀₁、L₀₂）串联而成，所述第二桥臂由N+1个开关组（B₁₁、B₁₂、…、B_1(N+1)）和2个电感（L₁₁、L₁₂）串联而成；第一桥臂的第i个开关组（B_0i）由n个功率开关单元（SM_B0i1、SM_B0i2、…、SM_B0in）串联而成，第二桥臂的第i个开关组（B_1i）由n个功率开关单元（SM_B1i1、SM_B1i2、…、SM_B1in）串联而成，其中i的取值为1~N+1；第k个交流输入电源（u_Sk）的两端作为第k路输入，其中k的取值为1~N，N>2，n为正整数；第k个交流输入电源（u_Sk）的一端与第一桥臂的第k+1个开关组（B_0(k+1)）的上端连接，第k个交流输入电源（u_Sk）的另一端与第k个交流电感（L_Sk）的一端连接，第k个交流电感（L_Sk）的另一端与第二桥臂的第k+1个开关组（B_1(k+1)）的上端连接，其中k的取值为1~N‑1；第N个交流输入电源（u_SN）的一端与第一桥臂的第N个开关组（B_0N）的下端连接，第N个交流输入电源（u_SN）的另一端与第N个交流电感（L_SN）的一端连接，第N个交流电感（L_SN）的另一端与第二桥臂的第N个开关组（B_1N）的下端连接；第一桥臂的第1个开关组（B₀₁）的上端与第二桥臂的第1个开关组（B₁₁）的上端、负载（R）的一端连接，负载（R）的另一端与第一桥臂的第N+1个开关组（B_0N）的下端、第二桥臂的第N+1个开关组（B_1N）的下端、地端（G）连接。