[发明专利]一种模块化多电平直流固态变压器及其充电控制方法有效
申请号: | 201810464040.X | 申请日: | 2018-05-15 |
公开(公告)号: | CN108539987B | 公开(公告)日: | 2020-04-10 |
发明(设计)人: | 季振东;程路;刘钊;王乾同;吕建国;赵志宏;赵剑锋 | 申请(专利权)人: | 南京理工大学 |
主分类号: | H02M3/335 | 分类号: | H02M3/335;H02M7/49 |
代理公司: | 南京理工大学专利中心 32203 | 代理人: | 封睿 |
地址: | 210094 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 模块化 电平 直流 固态 变压器 及其 充电 控制 方法 | ||
1.一种模块化多电平直流固态变压器,其特征在于,包括两组MMC、高频变压器、电阻和开关,其中一组MMC连接高频变压器的原边,另一组MMC连接高频变压器的副边,原边侧MMC通过电阻和开关的并联结构连接直流电源,副边侧的MMC连接负载。
2.根据权利要求1所述的模块化多电平直流固态变压器,其特征在于,所述MMC为两相模块化多电平变流器,每个两相模块化多电平变流器每一相的中点连接高频变压器,构成H桥结构。
3.根据权利要求2所述的模块化多电平直流固态变压器,其特征在于,所述两相模块化多电平变流器的每一相分成上半桥臂和下半桥臂,上半桥臂和下半桥臂均由N个串联的功率子模块构成。
4.根据权利要求3所述的模块化多电平直流固态变压器,其特征在于,所述功率子模块为全桥变换器或半桥变换器,所述半桥变换器包括两个功率开关管与二极管反向并联的电路拓扑,所述拓扑串联后,再与电容器并联;所述全桥变换器包括四个功率开关管与二极管反向并联的电路拓扑,所述拓扑两两串联后并联,再与电容器并联。
5.根据权利要求4所述的模块化多电平直流固态变压器,其特征在于,所述功率开关管为电力场效应管或绝缘栅双极晶体管。
6.一种模块化多电平直流固态变压器的充电控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、将开关分闸,将直流变压器原边和副边MMC所有功率子模块的脉冲封锁;
步骤2、通过触发脉冲控制原边MMC所有功率子模块投入运行,将开关合闸;
步骤3、根据原边直流电流值确定原边MMC子模块的投入数量,若原边直流电流值小于限定电流值且每相投入的功率子模块数大于每相功率子模块总数的一半,则减少原边MMC功率子模块的投入数量,否则转至步骤4;
步骤4、对副边直流电压整定值与副边实际电压的差值进行PI调节,得到原边直流电流整定值;
步骤5、对原边直流电流整定值限幅后,得到原边直流电流整定值,再与原边直流电流实际值作差,并对差值进行PI调节,得到初级侧MMC两相的移相角;
步骤6、利用触发脉冲调整功率子模块电压状态,对每相投入的子模块数量在上下桥臂重新分配,使两个桥臂分别等周期交替同时投入N和m-N个功率子模块,再将移相角与上述脉冲结合得到原边子模块触发脉冲,实现直流变压器软充电过程,其中2N为每相功率子模块总数,m为确定原边MMC子模块的投入数量。
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