[发明专利]一种基于磁场耦合的多电平变频器拓扑

摘要

本发明涉及一种基于磁场耦合的多电平变频器拓扑，其显著不同于其它变频器在于通过控制器的控制算法调节两个变频器单元输出基波和谐波的相位和幅值，通过磁耦合元件进行矢量合成后在两个变频器单元的输出负载上产生比直接输出电平数增加一个电平数、等效高频成分频率增加一倍的电压。其结构由几个部分组成，包括控制器，变频器单元，逆变单元，磁耦合元件，输出端子。变频器单元不限于两电平变频器，也可以是多电平变频器；变频器单元可以采用多组独立直流电源供电，也可以采用单一直流电源供电。

主权项

一种基于磁耦合的多电平变频器拓扑，其特征在于：包含：一控制器：用于调节变频器的输出基波和谐波的相位；一磁耦合元件组件：包括至少一个磁耦合元件，该磁耦合元件的输入端分别接在变频器的输出端，磁耦合元件的输出端接负载；该磁耦合元件组件使变频器在磁耦合元件中产生的基波磁通及谐波磁通按矢量叠加，并依据磁耦合元件的变比感应出相应的电压作用在负载侧；通过控制器调节两个变频器输出基波和谐波的幅值及相位，并依据两个变频器输出电压的幅值设计磁耦合元件的变比，使奇数次高频谐波在磁耦合元件中相消，偶数次高频谐波在磁耦合元件中增强；所述的调节输出基波和谐波的相位，其定义PWM变频器的时变开关桥臂电压可以由它的谐波分量表示如下：其中：是PWM变频器的直流母线电压、m是变频器调制比，是参考波的频率，是参考波的初始位置角，是载波的频率，是载波的初始位置角，是直流分量系数，是基波分量系数，是载波谐波系数，是边带谐波系数；、、、由PWM变频器调制方法决定；通过磁耦合元件组件在变频器的负载侧形成等效为载波频率为，载波谐波系数为，边带谐波系数为的输出电压，其中、为原变频器输出分量中的偶数倍次分量；两个变频器输出基波不变，而输出频率比原变频器输出频率提高一倍，输出的电平数增加一个电平。