[发明专利]三端口九边形模块化多电平变换器及控制方法

权利要求书

1.一种三端口九边形模块化多电平变换器，其特征是，包括九组桥臂，九组桥臂首尾相连形成九边形环形结构，九边形环形结构的九个顶点按顺时针方向依次为R、W、X、S、U、Y、T、V、Z；其中XYZ组成第一端口，作为输入端口与交流电网相连，RST、UVW分别组成第二端口、第三端口，作为输出端口分别连接第一电机和第二电机；

九组桥臂按顺时针方向分别设为A-I；九组桥臂结构均相同，每组桥臂包括N个H桥模块与电感串联，H桥模块包括一个单相H桥逆变器与电容器并联；单相H桥逆变器包括两个桥臂，每个桥臂包括两个串联连接的IGBT，每个IGBT反向并联一个二极管；单相H桥逆变器输出三个电平+V_dc、0、- V_dc；N个H桥模块的单相电路形成2N+1个电平。

2.如权利要求1所述的三端口九边形模块化多电平变换器的控制方法，其特征是，包括环流控制和直压平衡控制，环流控制是通过控制第一、第二、第三端口的中性点偏移电压从而间接控制九组桥臂之间的环流大小，实现功率平衡；直压平衡控制是将检测到的各H桥模块直压侧电容电压与同一桥臂上所有H桥模块电容电压的均值比较，然后进行比例控制，所得结果再与该桥臂电流相乘，得到该H桥模块调制信号的偏差值；

所述环流控制包括以下具体步骤：

步骤1、获取交流电网与第一、第二电机第一、第二、第三端口的相电压控制信号；

步骤2、将检测到的各H桥模块直压侧电容电压与同一桥臂上所有H桥模块电容电压的均值比较，得到每个桥臂的最大偏差值，从而得到中性点偏移电压控制信号；

步骤3、根据第一、第二、第三端口的相电压控制信号及中性点偏移电压控制信号计算出各组桥臂电压控制信号，将上述H桥模块调制信号的偏差值与各组桥臂电压控制信号相加，通过移相PWM调制生成各H桥模块开关信号。