[发明专利]一种七电平ANPC变流器的悬浮电容电压控制系统及控制方法

说明书

本发明揭示了一种七电平ANPC变流器的悬浮电容电压控制系统，包括控制组件与ANPC变流器，ANPC变流器包括多个母线相连接的单相七电平ANPC桥臂，控制组件包括多个桥臂控制器，且每个单相七电平ANPC桥臂均与一桥臂控制器相连接，单相七电平ANPC桥臂包括多个相互连接的支路，每个支路均包括多个依次相连接的开关器件，且其中两个支路间设置有并联连接的多个悬浮电容，通过桥臂控制器控制开关器件的导通与关断实现对悬浮电容的电压控制，桥臂控制器控制开关器件包括多种控制状态。该控制系统所需的元器件数量少，电路结构简单，易于实现，损耗小，该控制方法原理简单，结构清晰，无需增加外围硬件电路，无需增加成本，且实现效率较高。

技术领域

本发明涉及一种悬浮电容电压的控制系统及控制方法，尤其涉及一种七电平ANPC变流器的悬浮电容电压控制系统及控制方法，属于变流器技术领域。

背景技术

近年来，随着驱动功率的增大，越来越多的交流传动系统采用10 kV甚至更高的电压等级。由于目前成熟开关器件的最高耐压仅为4.5 kV~6.5 kV，因此多电平变换器成为各国学者的研究热点。

相较于传统两电平变换器，多电平变换器具有控制灵活，输出电平数多，输出波形更加接近正弦波，且在功率开关器件耐压值相同的条件下，可以获得更高的输出电压。目前工业领域上应用的多电平变流器拓扑结构主要有二极管箝位型、电容箝位型、H桥级联型、模块组合型、层叠式多单元型以及有源中点箝位型(ANPC)。ANPC拓扑结构可认为是由普通三电平ANPC拓扑结构与电容箝位型拓扑结构组合而成。ANPC拓扑结构能较好地克服其他拓扑结构中的问题，其所需的箝位器件及悬浮电容都较少，且具有公共直流母线，可四象限运行，无变压器运行，可在低速下输出满转矩。由于以上优点，ANPC拓扑结构非常适用于高电压、大容量、高性能的应用场合。

然而，为了使ANPC变流器能正常运行，ANPC变流器中的悬浮电容电压必须得到合理的控制。

综上所述，如何完成七电平ANPC变流器的悬浮电容电压的控制、及控制方法，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种七电平ANPC变流器的悬浮电容电压控制系统及控制方法，能够在保证ANPC变流器正常运行的前提下，实现对ANPC变流器中的悬浮电容电压的合理控制。

本发明的技术解决方案是：

一种七电平ANPC变流器的悬浮电容电压控制系统，包括控制组件与ANPC变流器，所述ANPC变流器包括多个母线相连接的单相七电平ANPC桥臂，控制组件包括多个桥臂控制器，且每个单相七电平ANPC桥臂均与一桥臂控制器相连接，所述单相七电平ANPC桥臂包括多个相互连接的支路，每个支路均包括多个依次相连接的开关器件，且其中两个支路间设置有并联连接的多个悬浮电容，通过桥臂控制器控制开关器件的导通与关断实现对悬浮电容的电压控制，桥臂控制器控制开关器件包括多种控制状态。

优选地，所述单相七电平ANPC桥臂包括相互连接的第一支路、第二支路、第三支路、第四支路及第五支路；