[0026] 7)低壓開關器件實現(xiàn)高壓輸出。
[0027] 8)多電平逆變器補償電流含有較少的諧波，使得補償變壓器能夠更好的對諧波呈 現(xiàn)高阻抗。
[002引 9)本實用新型改進了基波磁通補償有源濾波器電流補償變換器的拓撲結構，與兩 電平變換器拓撲結構相比，多點平拓撲在系統(tǒng)電流補償方面，補償電流諧波含量少，在系統(tǒng) 中具備較好的動靜態(tài)性能。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本實用新型所述基于多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)示意圖。
[0030] 圖2為本實用新型所述多電平級聯(lián)H橋拓撲電路示意圖。
[0031] 圖3為本實用新型所述多電平電流閉環(huán)控制示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖進一步闡明本實用新型。
[0033] 需要聲明的是，本【實用新型內(nèi)容】及【具體實施方式】意在證明本實用新型所提供技術 方案的實際應用，不應解釋為對本實用新型保護范圍的限定。本領域技術人員在本實用新 型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進。但該些變更或修改均在申請待 批的保護范圍內(nèi)。
[0034] 圖1本實用新型提供一種多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)示意圖，本實用新 型系統(tǒng)包括供電單元、檢測單元1、補償變壓器單元、H級聯(lián)橋電流補償單元、控制器單元、 PWM調(diào)制波單元、檢測單元2、無源濾波器單元、負載諧波源單元；
[0035] 其中，控制器單元采用分數(shù)階PI^D"控制器進行控制；
[0036] 供電單元的輸出端與檢測單元1的輸入端連接，檢測單元1的第一輸出端與補償 變壓器單元的一次側連接，檢測單元1的第二輸出端與控制器單元的第一輸入端連接，補 償變壓器單元的二次側與無源濾波器單元的輸入端連接，補償變壓器單元的輸出端與檢測 單元2的第一輸入端連接，無源濾波器單元的輸出端與負載諧波源單元的輸入端連接，檢 測單元2的輸出端與控制器單元的第二輸入端連接，控制器單元的輸出端與PWM調(diào)制波單 元的輸入端連接，PWM調(diào)制波單元的輸出端與H級聯(lián)橋電流補償單元的輸入端連接，H級聯(lián) 橋電流補償單元的輸出端與檢測單元2的第二輸入端連接；
[0037] 檢測單元1分離出系統(tǒng)中的基波電流，為多電平載波移相電流補償提供參考信 號；
[003引 H級聯(lián)橋電流補償單元為補償變壓器單元注入滿足基波磁通補償條件的電流，檢 測單元2為控制器單元輸送反饋電流信號，PWM調(diào)制波單元為H級聯(lián)橋電流補償單元提供 載波移相調(diào)制波信號，無源濾波單元為諧波提供低阻抗通道。
[0039] 所述H級聯(lián)橋電流補償單元中的功率器件采用基于碳化娃材料制成的全控功率 器件，電流密度高、功率損耗低、高溫穩(wěn)定性好。
[0040] 所述H級聯(lián)橋電流補償單元的拓撲采用多電平結構，具體包括H級聯(lián)橋電路拓撲、 二極管錯位多電平拓撲、飛跨電容錯位多電平拓撲、模塊化多電平撲結構。
[0041] 所述H級聯(lián)橋電路拓撲由兩個或兩個W上模塊化H橋單元串聯(lián)組成，拓撲單元電 壓電平數(shù)>5。
[0042] 圖2為本實用新型所述多電平級聯(lián)H橋拓撲電路示意圖。H級聯(lián)式多電平逆變器 是由基本H橋功率單元直接串聯(lián)疊加組成的一種級聯(lián)式電路結構，每一個功率單元必須具 有四種工作狀態(tài)，即正向?qū)üぷ鳡顟B(tài)、反向?qū)üぷ鳡顟B(tài)、正向旁路工作狀態(tài)和反向旁路 工作狀態(tài)。
[0043] 多級級聯(lián)H橋單元進行串聯(lián)疊加時，應采用相同的直流電源電壓，它們的S角 載波初始相位角應依次超前2 31 /N，用同一個正弦波sin ?作為調(diào)制波，得到輸出電壓 u。^~Ua"b。，每個功率單元具有相同的基波電壓，當N個H橋單元級聯(lián)時，總的輸出電壓為：
[0044]
【主權項】
1. 一種多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括供電單元、檢 測單元1、補償變壓器單元、H級聯(lián)橋電流補償單元、控制器單元、PWM調(diào)制波單元、檢測單元 2、無源濾波器單元、負載諧波源單元； 其中，控制器單元采用分數(shù)階PIxDw控制器進行控制； 供電單元的輸出端與檢測單元1的輸入端連接，檢測單元1的第一輸出端與補償變壓 器單元的一次側連接，檢測單元1的第二輸出端與控制器單元的第一輸入端連接，補償變 壓器單元的二次側與無源濾波器單元的輸入端連接，補償變壓器單元的輸出端與檢測單元 2的第一輸入端連接，無源濾波器單元的輸出端與負載諧波源單元的輸入端連接，檢測單元 2的輸出端與控制器單元的第二輸入端連接，控制器單元的輸出端與PWM調(diào)制波單元的輸 入端連接，PWM調(diào)制波單元的輸出端與H級聯(lián)橋電流補償單元的輸入端連接，H級聯(lián)橋電流 補償單元的輸出端與檢測單元2的第二輸入端連接； 檢測單元1分離出系統(tǒng)中的基波電流，為多電平載波移相電流補償提供參考信號； H級聯(lián)橋電流補償單元為補償變壓器單元注入滿足基波磁通補償條件的電流，檢測單 元2為控制器單元輸送反饋電流信號，PWM調(diào)制波單元為H級聯(lián)橋電流補償單元提供載波 移相調(diào)制波信號，無源濾波單元為諧波提供低阻抗通道。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)，其特征在于：所 述H級聯(lián)橋電流補償單元中的功率器件采用基于碳化硅材料制成的全控功率器件。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)，其特征在于：所 述H級聯(lián)橋電流補償單元的拓撲采用多電平結構，具體包括H級聯(lián)橋電路拓撲、二極管鉗位 多電平拓撲、飛跨電容鉗位多電平拓撲、模塊化多電平撲結構。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)，其特征在于：所 述H級聯(lián)橋電路拓撲由兩個或兩個以上模塊化H橋單元串聯(lián)組成，拓撲單元電壓電平數(shù) 彡5〇
【專利摘要】本實用新型公開了一種多電平大容量基波磁通補償濾波系統(tǒng)，可實現(xiàn)對基波磁通補償濾波器基波電流的準確跟蹤。該系統(tǒng)包括供電單元、檢測單元1、補償變壓器單元、H級聯(lián)橋電流補償單元、控制器單元、PWM調(diào)制波單元、檢測單元2、無源濾波器單元、負載諧波源單元。其中，控制器單元的控制基于PIλDμ進行，以實現(xiàn)具體參數(shù)的調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)把檢測單元1分離出的基波電流正弦波信號作為載波移相的參考信號，通過調(diào)節(jié)H級聯(lián)橋電流補償單元電壓的幅值間接達到快速跟蹤基波電流，其中電壓環(huán)控制器采用分數(shù)階PIλDμ控制器。本實用新型通過采用載波移相級聯(lián)H橋多電平的方法，達到提高基波磁通補償有源濾波器容量的目的，增強了電路的安全性。
【IPC分類】H02J3-01
【公開號】CN204361686
【申請?zhí)枴緾N201520092913
【發(fā)明人】韋延方, 鄭征, 王曉衛(wèi), 張國澎, 荊鵬輝, 楊明, 司紀凱, 張濤
【申請人】河南理工大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月2日