[发明专利]一种单向混合型三相三电平整流器

权利要求书

1.一种单向混合型三相三电平整流器，包括：

模块1：滤波电感，

模块2：三相二极管整流桥；

模块3为三相IGBT整流桥；

模块4为IGBT升压Boost电路；

模块5为滤波电容；

其特征在于：

模块1的输入端分别连接到电网的各相进线，模块1的输出端分别连接到模块2各相桥臂中点、模块3的各相桥臂中点；

所述模块2由6个二极管组成，模块2输入端与三相交流电源同相接入端连接，模块2输出端通过模块4与负载R_L连接，模块5并联在负载R_L两端；

各个模块之间的元件连接关系如下：

所述模块1包括滤波电感L_a1、L_a2、L_a3、三个交流侧滤波电感L_d1；

所述模块2包括二极管D_ap、D_bp、D_cp、D_an、D_bn、D_cn；

所述模块3中，x是表示三相a、b、c，模块3包括IGBTS_x1、IGBTS_x2、二极管D_x1、二极管D_x2；

所述模块4包括升压电感L_d2、开关管；

所述模块5包括滤波电容C₁、C₂；

三个交流侧滤波电感L_d1一端分别连接三相输入端；

第一个交流侧滤波电感的另一端分别连接二极管D_ap阳极、二极管D_an阴极、

第二个交流侧滤波电感的另一端分别连接二极管D_bp阳极、二极管D_bn阴极、

第三个交流侧滤波电感的另一端分别连接二极管D_cp阳极、二极管D_cn阴极；

滤波电感L_a1一端、滤波电感L_a2一端、滤波电感L_a3一端分别连接三相输入端；

二极管D_ap阴极、二极管D_bp阴极、二极管D_cp阴极均连接升压电感L_d2一端，升压电感L_d2另一端连接模块4的开关管集电极，

二极管D_an阳极、二极管D_bn阳极、二极管阳极D_cn均连接模块4的开关管发射极，

负载R_L两端分别连接升压电感L_d2另一端、模块4的开关管发射极；

模块3中，三相a、b、c任意一相中，二极管D_x1阳极分别连接IGBTS_x1集电极、IGBTS_x2集电极，IGBTS_x1发射极连接二极管D_x2阴极，IGBTS_x2发射极连接滤波电容C₁、C₂串联支路中点；

二极管D_x1阴极连接滤波电容C₁一端，滤波电容C₁另一端连接滤波电容C₂一端，滤波电容C₂另一端连接二极管D_x2阳极；

三相a、b、c中，IGBTS_x1发射极分别连接滤波电感L_a1另一端、滤波电感L_a2另一端、滤波电感L_a3另一端；

工作时，

将所述单向混合型三相三电平整流器与控制系统相连，控制系统包括电流传感器、电压传感器、滑模控制器、PI控制器、DSP控制器，单向混合型三相三电平整流器的输入端与电流传感器的输入端连接，使用电压传感器对输出端电压进行检测；

将电网各相进线的输入端使用电流传感器进行相电流i_a、i_b、i_c检测，并将三相交流量变换为旋转的两相直流量，使电流快速收敛于期望电流值i_qref，采用电压传感器检测直流侧电压v_dc，使其快速收敛于期望直流侧电压值v_dref，维持直流输出电压恒定；对dq轴解耦控制，得到开关函数S_d和S_q，进而通过SVPWM驱动整流器；

将两组电路的功率分配转换为直流电流i_dc1和i_dc2的分配控制，取分配系数α，采样i_dc2并乘以分配系数即是应该分配给三相IGBT整流桥的电流，再通过对三相IGBT整流桥实际输出电流i_dc2的采样可以将αi_dc2与其作差，实现反馈控制；

模块3的a、b、c三个桥臂有(a)(b)(c)三种换相状态，负载R_L两端的电压分别为0，

对于a桥臂:

模块3工作在(a)模式时，IGBTS_X1和二极管D_x1导通，电容C₁储能，其到中性点n的电压为

模块3工作在(b)模式时，IGBTS_X1和S_X2导通，负载两端到中性点n的电压均为0；

当电压波形为负半周时，模块3工作在(c)模式，IGBTS_X2和二极管D_x2导通，电容C₂储能，其到中性点n的电压为

同理可得出模块3的b、c两个桥臂都有三种状态，其开关函数的值取为(1,0，-1)。