[发明专利]三级型交直流电力电子变压器直流母线电容预充电方法

权利要求书

1.一种三级型交直流电力电子变压器直流母线电容预充电方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

1)断开三相高压交流侧接触器S1、低压直流侧断路器S2和辅助充电设备中的三相低压交流接触器S3和三相旁路开关S4；

2)解锁高压交流侧A相、B相和C相变换器中级联功率模块PM₁至PM_N的开关管，以及低压直流侧功率模块SM₁，SM₂和SM₃的开关管；在连续且循环的W个高压侧变换器功率模块开关管和低压侧变换器功率模块开关管的控制周期Tc内，按照从小到大的编号顺序，选择高压交流侧各相变换器的k个功率模块投入，k小于等于高压交流侧A相、B相和C相变换器中级联功率模块数量N，使高压交流侧各相变换器的k个功率模块同时输出50％占空比的高频方波电压u_square，在前0.5控制周期T_C内，导通k个功率模块中的开关管T₁和开关管T₄，在后0.5控制周期T_C内，导通k个功率模块的开关管T₂和T₃；其余N-k个功率模块处于切除状态，在整个控制周期Tc内，导通开关管T₂和开关管T₄；且低压直流侧功率模块SM₁，SM₂和SM₃输出同频同相方波电压，在前0.5控制周期T_C内，导通低压直流侧功率模块SM₁，SM₂和SM₃的开关管M₁和开关管M₄，在后0.5控制周期T_C内，导通低压直流侧功率模块SM₁，SM₂和SM₃的开关管M₂和开关管M₃；

3)闭合三相低压交流接触器S3，在此过程中，保持高压侧功率模块开关管和低压侧的功率模块开关管处于解锁状态；待高压交流侧各相变换器功率模块PM₁至PM_N的直流母线电容C_H电压和低压直流侧功率模块SM₁，SM₂和SM₃的直流母线电容C_L电压达到稳定时，闭合三相旁路开关S4，使高压交流侧各相变换器功率模块PM₁至PM_N的直流母线电容C_H电压升至额定值U_H，低压直流侧功率模块SM₁，SM₂和SM₃的直流母线电容C_L电压升至额定值U_L；

4)待高压侧功率模块的直流母线电容C_H电压和低压侧功率模块的直流母线电容C_L电压均升至额定值后，断开三相低压交流接触器S3和三相旁路开关S4，充电结束。

2.根据权利要求1所述的直流母线电容预充电方法，其特征在于：所述的高压侧直流母线电容C_H为高压交流侧各相变换器所有功率模块的母线电容；所述的低压侧直流母线电容C_L为低压直流侧功率模块SM₁，SM₂，SM₃的母线电容。

3.根据权利要求1所述的直流母线电容预充电方法，其特征在于，所述步骤2)中，每次每相投入的功率模块数量k的计算公式为：

其中，k_TF为三级型交直流电力电子变压器的第一高频变压器TF₁，第二高频变压器TF₂和第三高频变压器TF₃的原边绕组和副边绕组的匝数比，U_L为低压侧直流母线电容电压额定值，U_H为高压侧直流母线电容电压额定值。