基于Si和SiC器件的混合型级联多电平变换器及其调控优化方法

作     者：任鹏 涂春鸣 侯玉超 郭祺 王鑫 Ren Peng;Tu Chunming;Hou Yuchao;Guo Qi;Wang Xin

作者机构：国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)长沙410082 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(52130704) 湖南省科技领军人才计划项目(2019RS3014)资助 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第18期

页      码：5017-5028页

摘      要：针对现有级联型多电平变换器器件多、损耗大、功率密度低等问题,该文提出一种基于Si和SiC器件的混合型级联多电平变换器(HCMC)拓扑结构。HCMC由全Si IGBT器件的中性点钳位(NPC)型三电平单元与由SiIGBT、SiCMOSFET器件混合的级联H桥(CHB)单元串联构成。针对此拓扑提出一种特定的高低频混合调制策略,充分发挥SiC MOSFET开关损耗低、SiIGBT通态损耗低的优势,并对NPC单元直流侧电压和CHB单元子模块数进行优化设计。此外,为解决子模块电容电压不平衡问题,提出一种轮换均压控制策略。最后,在6kV系统无功补偿工况下进行仿真和实验,验证了HCMC拓扑结构和调制策略的可行性,并将HCMC和现有级联型多电平变换器进行综合对比,证明了所提拓扑在保证输出性能的条件下大大降低了运行损耗。

主 题 词：混合多电平变换器 Si IGBT SiC MOSFET 混合调制 电压平衡策略 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.221402

馆 藏 号：203123970...