[发明专利]基于模块化多电平变流器的可四象限运行的高压大容量变频器系统

摘要

本发明提供了一种基于模块化多电平变流器的可四象限运行的高压大容量变频器系统，由电网、网侧模块化多电平变流器，直流滤波电容、机侧模块化多电平变流器、异步电机构成，网侧模块化多电平变流器直接接入高压供电母线，省去了整流变压器；在电机制动的过程中产生的能量回馈到电网中，省去机侧模块化多电平变流器中的耗能电路；网侧模块化多电平变流器和机侧模块化多电平变流器公用同一个直流母线，网侧模块化多电平变流器用于控制直流母线的电压，使直流母线电压稳定在合理的范围内；机侧模块化多电平变流器用于控制异步电机的转速。

主权项

基于模块化多电平变流器的可四象限运行的高压大容量变频器系统由电网、网侧模块化多电平变流器、直流滤波电容、机侧模块化多电平变流器、异步电机构成；所述的直流滤波电容主要由电容构成，并联在所述的网侧模块化多电平变流器和所述的机侧模块化多电平变流器的直流侧，其作用为抑制直流滤波电容两端的电压波动； 所述的机侧模块化多电平变流器的交流侧连接异步电机，直流侧连接直流滤波电容，其作用是控制异步电机的转速；所述的机侧模块化多电平变流器由三个桥臂和三个交流侧串联电抗器构成，三个桥臂的正极与直流滤波电容的正极相连，三个桥臂的负极与直流滤波电容的负极相连，每个桥臂由两个换流链和两个电感串联构成，每个桥臂连接成上下对称结构，中间作为交流侧输出，两端与直流滤波电容并联；换流链由一个或多个子模块串联构成， 换流链输出的电压中包含直流分量和基频分量，桥臂中两个换流链输出的电压中的交流分量幅值相等相位相反，桥臂中的两个换流链输出的电压之和为直流母线的电压；所述的子模块由电力电子器件、电容、电阻构成，子模块输出电压（Uout）中含有直流分量和基波交流分量，子模块中的可关断器件的开关信号由载波和调制波比较得到，换流链中的子模块所对应的载波的相位相差一定的角度，构成载波移相脉冲宽度调制；所述的网侧模块化多电平变流器的交流侧连接电网，直流侧连接直流滤波电容，其作用是保持直流侧电压稳定在合理的范围内，同时控制输入到电网中的无功功率；网侧模块化多电平变流器的结构和机侧模块化多电平变流器相同，换流链和子模块的控制方法也相同。