双输入三相九开关组MMC整流器及其控制方法

摘要

本发明提供双输入三相九开关组MMC整流器及其控制方法。本发明的整流器包括两个三相电压源、两组三相电感、第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和一个整流负载；所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂均由上开关组、中开关组、下开关组和两个电感串联而成；每个开关组均由N个功率开关单元串联而成。该整流器采用载波移相PWM控制，2个输入交流电源变换成三相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，很好的解决了开关管的均压问题，适合2个三相交流电源输入、高压和大功率场合的应用。

主权项

双输入三相九开关组MMC整流器，其特征在于：包括第一三相电压源、第二三相电压源、第一组电感、第二组电感、第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和负载（R）；第一三相电压源包括第一u相电压源（u_ua）、第一v相电压源（u_va）和第一w相电压源（u_wa）；第二三相电压源包括第二u相电压源（u_ub）、第二v相电压源（u_vb）和第二w相电压源（u_wb）；第一组电感包括第一u相电感（L_ua）、第一v相电感（L_va）和第一w相电感（L_wa）；第二组电感包括第二u相电感（L_ub）、第二v相电感（L_vb）和第二w相电感（L_wb）；所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂均各自由上开关组、第一电感、中开关组、第二电感、下开关组串联而成；第一桥臂的上开关组（H_u）由N个功率开关单元（SM_Hu1、SM_Hu2、…、SM_HuN）串联而成，第一桥臂的中开关组（M_u）由N个功率开关单元（SM_Mu1、SM_Mu2、…、SM_MuN）串联而成，第一桥臂的下开关组（L_u）由N个功率开关单元（SM_Lu1、SM_Lu2、…、SM_LuN）串联，第二桥臂的上开关组（H_v）由N个功率开关单元（SM_Hv1、SM_Hv2、…、SM_HvN）串联而成，第二桥臂的中开关组（M_v）由N个功率开关单元（SM_Mv1、SM_Mv2、…、SM_MvN）串联而成，第二桥臂的下开关组（L_v）由N个功率开关单元（SM_Lv1、SM_Lv2、…、SM_LvN）串联而成，第三桥臂的上开关组（H_w）由N个功率开关单元（SM_Hw1、SM_Hw2、…、SM_HwN）串联而成，第三桥臂的中开关组（M_w）由N个功率开关单元（SM_Mw1、SM_Mw2、…、SM_MwN）串联而成，第三桥臂的下开关组（L_w）由N个功率开关单元（SM_Lw1、SM_Lw2、…、SM_LwN）串联而成；第一u相电压源（u_ua）、第一v相电压源（u_va）和第一w相电压源（u_wa）作为第一路三相输入，第二u相电压源（u_ub）、第二v相电压源（u_vb）和第二w相电压源（u_wb）作为第二路三相输入，N为正整数；第一桥臂的上开关组（H_u）的下端（p）与第一桥臂的第一电感（L_Hu）的一端连接，第一桥臂的第一电感（L_Hu）的另一端与第一桥臂的中开关组（M_u）的上端（o）连接，第一桥臂的中开关组（M_u）的下端与第一桥臂的第二电感（L_Lu）的一端连接，第一桥臂的第二电感（L_Lu）的另一端与第一桥臂的下开关组（L_u）的上端连接；第二桥臂的结构、第三桥臂的结构与第一桥臂的结构完全一致；第一u相电压源（u_ua）的一端与第一u相电感（L_ua）的一端连接，第一u相电感（L_ua）的另一端与第一桥臂的中开关组（M_u）的上端连接，第一u相电压源（u_ua）的另一端与第一v相电压源（u_va）的一端、第一w相电压源（u_wa）的一端连接，第一v相电压源（u_va）的另一端与第一v相电感（L_va）的一端连接，第一v相电感（L_va）的另一端与第二桥臂的中开关组（M_v）的上端连接，第一w相电压源（u_wa）的另一端与第一w相电感（L_wa）的一端连接，第一w相电感（L_wa）的另一端与第三桥臂的中开关组（M_w）的上端连接；第二u相电压源（u_ub）的一端与第二u相电感（L_ub）的一端连接，第二u相电感（L_ub）的另一端与第一桥臂的中开关组（M_u）的下端连接，第二u相电压源（u_ub）的另一端与第二v相电压源（u_vb）的一端、第二w相电压源（u_wb）的一端连接，第二v相电压源（u_vb）的另一端与第二v相电感（L_vb）的一端连接，第二v相电感（L_vb）的另一端与第二桥臂的中开关组（M_v）的下端连接，第二w相电压源（u_wb）的另一端与第二w相电感（L_wb）的一端连接，第二w相电感（L_wb）的另一端与第三桥臂的中开关组（M_w）的下端连接；第一桥臂的上开关组（H_u）的上端与第二桥臂的上开关组（H_u）的上端、第三桥臂的上开关组（H_u）的上端、负载（R）的一端连接，负载（R）的另一端与第一桥臂的下开关组（L_u）的下端、第二桥臂的下开关组（L_v）的下端、第三桥臂的下开关组（L_w）的下端、地端（n）连接。