[发明专利]六边形结构的能馈型三端口级联变换器拓扑及控制方法

权利要求书

1.基于六边形结构的能馈型三端口级联变换器的控制方法，该变换器包括第一交流电机和第二交流电机；还包括六组桥臂依次首尾相连构成的六边形结构，每组桥臂包含n个H桥逆变器级联模块和与其串联的电感，n为≥1的正整数；

六边形的顶点按顺时针方向分别为R、W、S、U、T、V，其中RST为第一组三相交流输出端口，UVW为第二组三相交流输出端口，且第一、第二组三相交流输出端口分别与第一交流电机和第二交流电机连接；

六组桥臂依次为A至F，其中，ACE三桥臂均采用基于三相PWM整流前端的能量回馈单元，包括三相PWM整流电路与直流电压侧电容、H桥逆变器并联；三相PWM整流电路的输入端通过移相变压器与本地交流电网相连，使ACE三桥臂直接从交流电网侧获取电能；而BDF三桥臂均采用直压侧电容和H桥逆变器并联构成的电容单元，各H桥逆变器级联模块输出端口依次串联，构成级联模块输出；

六组桥臂串联形成环形结构为环路电流提供通路，从本地交流电网侧获取的电能通过环路电流在全部桥臂中流通，实现能量交互，BDF三桥臂通过环路电流间接获取电能，从而通过两输出端口驱动负载运行；其特征是：该控制方法包括：

H桥逆变器控制包括：直压平衡整体控制采用最大电压误差选择法，将BDF桥臂单元直流电压采样值与其设定值E_dc*比较，选择最大偏差值送入比例积分环节得到控制指令；上述控制指令与V/f控制输出叠加生成第一交流电机、第二交流电机相电压幅值控制信号；根据参考相位计算与第一交流电机、第二交流电机相电压幅值控制信号合成第一组、第二组三相交流输出端口电压信号；环路电流控制：采集第一、第二交流电机的瞬时有功功率、无功功率，ACE桥臂和BDF桥臂电容电压的平均值生成中性点偏移电压v_N^*，并与第一组三相交流输出端口的电压信号叠加；将第二组三相交流输出端口电压信号与v_N^*和第一组三相交流输出端口电压信号叠加后的信号合成桥臂电压；直压平衡单元调节：检测各模块直压侧电容电压与同一桥臂上所有的级联模块电容电压均值相比较，随后采用比例控制器生成级联模块调制信号的偏差值，并与桥臂电压信号叠加，通过水平移相PS-PWM调制分别送往各级级联模块作为开关控制信号，n个H桥逆变器级联模块的三角载波相位依次滞后π/n；

三相PWM整流电路采用双环控制：双环结构的电压控制外环采用比例积分控制器，电流控制内环采用比例控制器和电压前馈单元，同时注入零序分量；使第一、第二电机发出的富余功率回馈至电网侧。