[发明专利]模块化多电平变换器及电力电子变压器

说明书

本发明提供了一种模块化多电平变换器和一种电力电子变压器，所述模块化多电平变换器包括：一低频交流转直流模块，包括三个并联在输出端V₁、V₂之间的第一分支电路，每一第一分支电路由复数IGBT电路模块串联而成，且所述分支电路中间位置的两个相邻的IGBT电路模块的电联接点N₀与一电压输入端Vin相连；所述IGBT电路模块为IGBT半桥电路或IGBT全桥电路；一直流转高频交流模块，连接在所述输出端V₁、V₂之间，所述直流转高频交流模块包括两个并联在输出端V₁、V₂的第二分支电路，所述第二分支电路由复数IGBT电路模块串联而成，所述直流转高频交流模块具有复数组输出端。本发明的模块化多电平变换器和电力电子变压器具有较小的体积、较低的成本和较佳的使用稳定性。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种模块化多电平变换器和一种电力电子变压器。

背景技术

变压器是电力系统所用到的关键装置。在电力系统中，变压器将发电厂发出的电压升高后进行远距离输电，到达目的地以后再用变压器将电压降低以供用户使用。因此，在整个电力系统中，变压器是最为常见和重要的装置之一。

请参见图1，传统的变压器包括三个主要部分，分别为铁芯、原边线圈和副边线圈，原边线圈和副边线圈分别绕设于铁芯上，原边线圈与电源连接，副边线圈与负载连接。铁芯一般由铁制成，铁芯为变压器的原边和副边提供磁回路，且将原边和副边隔离。然而，此种变压器体积大，重量重，一旦原边侧的电压波形确定，副边侧的电压波形也就确定，不可控，波形大小、频率和质量均无法调节。另外，此种变压器没有冗余，当出现问题时，需要关闭进行维修。

随着用户需求的变化，出现越来越多的非线性负载和谐波负载，负载的需求越来越大，且具有间歇性和多样性，电力电子变压器应运而生。一种现有的电力电子变压器，由高压级、隔离级和低压级三级组成，所述电力电子变压器采用模块化级联结构。为了使原边电流谐波较小，在每一级联模块下需加设移相变压器，然而，移相变压器的体积大，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种模块化多电平变换器和一种电力电子变压器，具有较小的体积、较低的成本和较佳的使用稳定性。

本发明提供了一种模块化多电平变换器，其包括：一低频交流转直流模块，包括三个并联在输出端V₁、V₂之间的第一分支电路，每一第一分支电路由复数IGBT电路模块串联而成，且所述分支电路中间位置的两个相邻的IGBT电路模块的电联接点N₀与一电压输入端Vin相连；所述IGBT电路模块为IGBT半桥电路或IGBT全桥电路；一直流转高频交流模块，连接在所述输出端V₁、V₂之间，所述直流转高频交流模块包括两个并联在输出端V₁、V₂的第二分支电路，所述第二分支电路由复数IGBT电路模块串联而成，所述直流转高频交流模块具有复数组输出端，每组输出端包括一第一输出端V₃和一第二输出端V₄，所述第一输出端V₃与其中一第二分支电路中相邻的IGBT电路模块间的电联接点N₁相连，所述第二输出端V₄与另一第二分支电路中相邻的IGBT电路模块间的电联接点N₂相连。