无工频变压器级联式多电平变换器的研究

摘要

目前在高压大功率变换器方面的探索主要有两条途径：其一寻找新型的高压大功率电力电子功率开关器件替代当前主流的开关功率器件;另一条途径为通过改变电路的拓扑结构，利用目前较主流的功率开关器件实现高压大功率变换。本文对一种新型的功率单元级联式多电平变换器的基本工作原理进行了理论分析,这种电路拓扑分为三个部分:前端级联整流级;中间高频DC/DC变换级;后端级联逆变级.讨论了电路拓扑中各个部分欲达到的控制效果及一些控制策略,并通过实验仿真给出了各个部分的实验波形.从文中分析可以看出，作为新型的无工频变压器级联式多电平变换器不但可以作为通用变频器实现电压频率可调，还可以保证在输入端实现单位功率因数。同时这种新型变换器取消了传统变换器前端的工频变压器，从而缩小了设备的体积。另外，还可应用在更高压、更大功率等级的场合。这对于煤矿井下供电设备、传动装置的体积、重量的减小，综合性能的提高具有无可比拟的优势。