[实用新型]实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构与系统

权利要求书

1.一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构，其特征是：包括T型三电平变换器与单相不平衡桥臂，T型三电平变换器包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括两个串联的IGBT管，各相桥臂的中点一侧串联两个方向不同的IGBT管，另一侧经滤波器与电网连接；

直流母线之间串联两个分裂的直流母线电容，直流母线与电容中点构成双极性直流母线，两个电容中点连接各相桥臂的两个方向不同IGBT管的一端，各个IGBT管均由控制电路驱动，两个分裂的直流母线电容分别并联两个不平衡的负载，正负直流母线之间设置有单相不平衡桥臂，桥臂由两个串联的IGBT管组成，桥臂中点经过不平衡电感后接电容中点。

2.如权利要求1所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制的拓扑结构，其特征是：所述滤波器为滤波电感。

3.一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：具有控制器，包括T型三电平变换器控制模块与单相不平衡桥臂控制模块，所述T型三电平变换器控制模块，被配置为确保整流或逆变过程单位功率因数下运行，调节双极性直流母线总电压；单相不平衡桥臂控制模块被配置为调节负直流母线电压，实现双极性直流母线电压独立控制。

4.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述单相不平衡桥臂控制模块使正负直流母线具有完全带载能力，其中某一母线可空载，另一母线带载产生极端不平衡状态下仍能稳定运行。

5.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述控制器接收不平衡电感电流和负直流母线电压参考值，输出PWM调制信号来驱动单相不平衡桥臂工作。

6.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述T型三电平变换器控制模块采用电压外环、电流内环的双环控制结构。

7.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述T型三电平变换器控制模块采集电网电压经过并网锁相获得电压矢量的旋转角度、根据旋转角度将采集到的电网电流信号进行坐标变换，得到旋转坐标系下电流分量，双极性直流母线总电压与期望的直流母线电压的差值通过PI控制器后作为电流内环d轴控制的参考值，电流内环q轴控制的参考值为零。

8.如权利要求7所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：所述T型三电平变换器控制模块电流内环的参考值与实际测量值分别经过d轴与q轴的PI控制器再经过坐标反变换为静止坐标系α、β轴分量后通过SVPWM矢量调制，得到PWM波形驱动开关管。

9.如权利要求3所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：单相不平衡桥臂控制模块采用电压外环、电流内环的双环控制结构。

10.如权利要求9所述的一种实现双极性直流母线电压独立控制系统，其特征是：电压外环期望的负直流母线电压与实时采集的负直流母线电压的差值通过PI控制器后作为电流内环的电流参考值，此参考值与采集的不平衡电感电流差值经过电流内环PI控制器，控制器输出与三角载波进行比较，生成PWM调制波形驱动单相不平衡桥臂中两个开关管。