[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

摘要

本发明涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及六边形结构的能馈型三端口级联变换器拓扑及控制方法，该拓扑将六边形变换器与现有中高压系统电机驱动传统H桥级联多电平变换器有效组合，再经由多绕组移相变压器与交流电网连接，使之拓展为单输入双输出的三端口结构，用以满足双电机系统不同工况的运行需求。因仅对六边形变换器部分桥臂上的模块单元增加前端输入，故可大幅减少变换器所需电力电子器件以及移相变压器二次侧绕组的数量。同时，为解决部分单元前端输入的缺省而导致的系统功率失衡等问题，还进一步分析了环路电流与变换器桥臂功率之间的内在联系，通过基于环路电流控制的功率平衡方法，使该拓扑能够实现稳定运行与能量交互。

主权项

1.一种六边形结构的能馈型三端口级联变换器拓扑，包括第一交流电机和第二交流电机；其特征是，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，包括三相桥式全控换流电路与直流电压侧电容、H桥逆变器并联；三相桥式全控换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。