[发明专利]一种T型结构的三电平有源三次谐波注入矩阵变换器

摘要

本发明提供一种T型结构的三电平有源三次谐波注入矩阵变换器，包括：整流级电路、三次谐波注入电路、逆变级电路以及输入LC滤波器；整流级电路用于将三相输入电源提供的三相交流输入电压输入的交流电整流为六脉冲直流电压；三次谐波注入电路用于对所述直流电产生三次谐波并注入所述整流级电路；逆变级电路用于将所述直流电转换为交流电；输入LC滤波器，包括滤波电感和滤波电容，输入LC滤波器用于滤波以及提供逆变级电路中逆变级的中性点。本发明既具有更好的控制性能，如扩大输入无功功率的控制范围、不需要同步调制，又提供更高的输出功率质量，改善输出波形，具有共模水平更低及系统效率更高的优点。

主权项

1.一种T型结构的三电平有源三次谐波注入矩阵变换器，其特征在于，包括：整流级电路、三次谐波注入电路、逆变级电路以及输入LC滤波器；所述整流级电路的输入端通过三个滤波电感与三相输入电源连接，输出端分别与直流电压母线的正、负极连接，用于将所述三相输入电源提供的三相交流输入电压输入的交流电整流为六脉冲直流电压，并提供给三次谐波注入电路和所述逆变级电路；所述三次谐波注入电路的第一端分别与直流电压母线的正、负极连接，第二端通过滤波电感与所述三相输入电源连接，用于对所述直流电生成三次谐波并注入所述整流级电路；所述逆变级电路的第一端与直流电压母线的正、负极连接，第二端与负载连接，用于将所述直流电转换为交流电；输入LC滤波器，包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感与所述三相输入电源连接，所述输入LC滤波器用于滤波以及提供逆变级电路中逆变级的中性点；其中，所述整流级电路包括第一桥臂，包括第一上桥臂开关和第一下桥臂开关；第二桥臂，包括第二上桥臂开关和第二下桥臂开关；第三桥臂，包括第三上桥臂开关和第三下桥臂开关；其中，所述第一上桥臂开关、第二上桥臂开关以及第三上桥臂开关的第一极与直流母线正极连接，第二极依次与所述第一下桥臂开关、第二下桥臂开关以及第三下桥臂开关的第一极相连于第一节点、第二节点和第三节点，所述第一下桥臂开关、第二下桥臂开关以及第三下桥臂开关的第二极与直流母线负极连接；所述三次谐波注入电路包括：第一双向开关、第二双向开关、第三双向开关、第一电感和第四桥臂；其中，所述第一双向开关、第二双向开关、第三双向开关的第一极分别与三个滤波电感相连于所述第一节点、第二节点和第三节点，所述第一双向开关、第二双向开关、第三双向开关的第二极与所述第一电感的一端相连于第四节点，所述第一电感的另一端与所述第四桥臂连接；所述第四桥臂包括：第一有源开关和第二有源开关，所述第一有源开关的第一极与所述直流母线正极连接，所述第二有源开关的第二极与所述直流母线负极连接，所述第一有源开关的第二极与第二有源开关的第一极相连；所述逆变级电路包括：第五桥臂、第六桥臂、第七桥臂、以及第四双向开关、第五双向开关和第六双向开关；其中，所述第五桥臂，包括第五上桥臂开关和第五下桥臂开关；所述第六桥臂，包括第六上桥臂开关和第六下桥臂开关；所述第七桥臂，包括第七上桥臂开关和第七下桥臂开关；所述第五上桥臂开关、第六上桥臂开关、第七上桥臂开关的第一极与所述直流母线正极连接，第二极分别与所述第五下桥臂开关、第六下桥臂开关、第七下桥臂开关的第一极相连于第五节点、第六节点和第七节点；所述第五下桥臂开关、第六下桥臂开关和第七下桥臂开关的第二极与直流母线负极连接；所述第四双向开关、第五双向开关和第六双向开关的第二极分别与负载的三个漏感相连于所述第五节点、第六节点和第七节点；所述滤波电容包括：第一滤波电容，第一极与直流母线负极连接；第二滤波电容，第一极与所述第一双向开关、第二双向开关、第三双向开关的第二极相连于所述第四节点；第三滤波电容的第一极与直流母线正极连接；所述第一滤波电容、第二滤波电容和第三滤波电容的第二极与所述第四双向开关、第五双向开关和第六双向开关的第一极相连于三电平电压型逆变器的中点。