基于模块化多电平变流器的高压大容量变频器系统

摘要

本发明公开了一种基于模块化多电平变流器的高压大容量变频器系统，该系统由电网、整流变压器、二极管整流电路、直流滤波电容、模块化多电平变流器、异步电机构成，相对于传统的高压大容量变频器系统，本发明取消了副边多绕组变压器，改用普通的整流变压器为直流侧供电，节约了成本，提高了可靠性；并且一台变压器可以为多台变频器供电，模块化多电平变流器采用载波移相脉冲宽度调制，降低了交流侧输出电压的dv/dt。

主权项

一种基于模块化多电平变流器的高压大容量变流器系统由电网、无功补偿与滤波电路、整流变压器、二极管整流电路、直流滤波电容、模块化多电平变流器、异步电机构成；所述的无功补偿与滤波电路由电力电子器件、电感、电容、电阻等电气元件的组合构成，并联在所述的电网与所述的整流变压器之间，其目的是补偿变流器系统产生的的无功功率并滤除谐波电流；所述的二极管整流电路主要由二极管构成，所述的二极管整流电路的交流侧连接在所述的整流变压器的副边，所述的二极管整流电路的直流侧与所述的直流滤波电容并联，其目的是将交流电整流成直流电，并将电能从交流侧输送到直流侧；所述的直流滤波电容主要由电容构成，并联在所述的二极管整流电路和所述的模块化多电平变流器的直流侧，其作用为抑制所述的二极管整流电路和模块多电平变流器的直流侧的电压波动； 所述的机侧模块化多电平变流器由三个桥臂和三个交流侧串联电抗器构成，三个桥臂与所述的直流滤波电容并联连接，每个桥臂由两个换流链和两个电感串联构成，每个桥臂连接成上下对称结构，中间作为交流侧输出；换流链由一个或多个子模块串联构成， 换流链输出的电压中包含直流分量和基频分量，桥臂中两个换流链输出的电压中的交流分量幅值相等相位相反，桥臂中的两个换流链输出的电压之和为所述的直流滤波电容两端的电压；所述的机侧模块化多电平变流器的作用是将直流电逆变为交流电，并控制异步电机的转速；所述的子模块由电力电子器件、电容、电阻构成，子模块输出电压（Uout）中含有直流分量和基波交流分量，所述的子模块中的可关断器件的开关信号由载波和调制波比较得到，所述的换流链中的各子模块所对应的载波的相位相差一定的角度，构成载波移相脉冲宽度调制；所述的子模块中包含耗能回路，当所述的子模块中的电容电压过高时，启动耗能回路，通过控制耗能回路中可关断电力电子器件的占空比来调节耗能电路中损耗的电能，用以确保电容电压在安全范围内。