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三电平电压源换流器的实现和优势

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-2a为二极管箝位三电平电压源换流器拓扑[1],1981年由日本长冈大学教授A.Nabae等人提出。三电平换流器的优点是:在相同直流电压下,功率开关器件承受的电压应力小、换流器交流电流谐波含量低。但是,三电平换流器的开关状态多,且直流中点电位的不平衡使其控制复杂。

三电平电压源换流器的实现和优势

图2-2a为二极管箝位三电平电压源换流器拓扑[1],1981年由日本长冈大学教授A.Nabae等人提出。与两电平不一样的是,每相的上桥臂和下桥臂各有两个功率开关器件接成二极管箝位型。由于每相有四个功率开关器件,换流器交流侧每相相对于直流中点o的电压有±Udc/2和0三个电平。三电平换流器的优点是:在相同直流电压下,功率开关器件承受的电压应力小、换流器交流电流谐波含量低。但是,三电平换流器的开关状态多,且直流中点电位的不平衡使其控制复杂。

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图2-2 三电平电压源换流器

a)二极管箝位型 b)飞跨电容型(www.xing528.com)

1992年,T.A.Meynard和H.Foch提出了图2-2b所示的飞跨电容箝位型换流器[2],其特点是用箝位电容代替图2-2a中的箝位二极管,直流侧电容不变,工作原理与二极管箝位型相似。飞跨电容箝位型换流器相对于二极管箝位型换流器的优点是:在电压合成方面,开关状态的选择具有更大的灵活性;由于电容的引进,可通过在同一电平上不同开关的组合,使直流侧电容电压保持均衡。但是,换流器的控制方法非常复杂,实现较困难,也存在电容电压不平衡问题。

二极管箝位或飞跨电容箝位三电平换流器的电路拓扑还可以扩展成更多电平,但是由于电路结构和控制相当复杂,实际中极少使用。

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