一种级联型多电平变换器

摘要

本发明涉及一种级联型多电平变换器，它包括：一脉宽调制整流器的输入端与电网相连，该脉宽调制整流器的输出端连接直流母线，直流母线连接一逆变器的输入端，逆变器给交流电机供电；一控制单元与脉宽调制整流器之间进行信息交互，使脉宽调制整流器两端的电压与直流母线之间的若干电容电压平衡及电网侧输入功率因数为1，并控制逆变器输出频率可变的交流电。本发明不需要移相变压器，体积小，重量轻，成本低，还能四象限运行，具有明显的经济效益，适合于推广应用。

主权项

一种级联型多电平变换器，其特征在于包括：一脉宽调制整流器的输入端与电网相连，所述脉宽调制整流器的两输出端分别连接一直流母线中的P端和N端，所述直流母线的P端和N端之间串联有多个电容，且所述电容的正极连接所述直流母线的P端，所述直流母线的P端和N端均同时连接一逆变器的输入端，所述逆变器给交流电机供电；一控制单元，包括一数字信号微处理器、一模数采集模块、一开关量采集模块、若干开关量输出模块、一脉宽调制输出模块、一脉宽调制扩展模块和若干驱动电路，所述控制单元接收所述电网输入所述脉宽调制整流器内的电流、电压信号，并输出脉宽调制控制脉冲信号以驱动所述脉宽调制整流器和逆变器中相应的功率开关器件导通或关断，使所述脉宽调制整流器的两输出端之间的电压与所述直流母线的P端和N端之间的电容电压达到平衡，使电网侧输入功率因数为1，并使所述逆变器输出频率可变的交流电；所述控制单元的：模数采集模块，接收所述脉宽调制整流器中的电压电流检测单元和电压传感器输送的信号，转化为数字信号；开关量采集模块，采集所述脉宽调制整流器和逆变器中相应的功率开关器件的过流和过热故障信号；数字信号微处理器，包括一电压平衡模块和一脉宽调制生成模块，所述电压平衡模块接收所述模数采集模块传送的信号并计算，得出所述脉宽调制整流器两端电压与正常值之间的偏差，之后所述脉宽调制生成模块根据所述偏差，发出一脉宽调制控制脉冲信号和一辅助控制信号；所述数字信号微处理器在所述功率开关器件存在故障时，接收所述开关量采集模块传送的故障信号，及时发出相应的保护指令；开关量输出模块，接收所述数字信号微处理器传送的辅助控制信号和保护指令；脉宽调制扩展模块，接收所述脉宽调制输出模块传送的脉宽调制控制脉冲信号，及所述开关量输出模块传送的辅助控制信号，并扩展所述脉宽调制控制脉冲信号；驱动电路，接收所述脉宽调制扩展模块传送的脉宽调制控制脉冲信号并再次扩展，以驱动所述脉宽调制整流器和逆变器中相应的功率开关器件导通或关断。