模块化多电平变换器与级联H桥变换器在中高压变频器应用中的对比研究

李彬彬,周少泽,徐殿国.模块化多电平变换器与级联H桥变换器在中高压变频器应用中的对比研究[J].电源学报,2015,13(6):9-17

模块化多电平变换器与级联H桥变换器在中高压变频器应用中的对比研究
Comparative Study About Application of Modular Multilevel Converter and Cascaded H-bridge in Medium-high Voltage Converter

中文关键词:  模块化多电平变换器  级联H桥变换器  中压变频  PWM调制  启动预充电  能量回馈  低频运行
英文关键词:medium-high voltage conversion  cascaded H-bridge middle-voltage conversion  PWM modulation  precharge  energy-feedback  performance in low frequency

作者 单位 E-mail
李彬彬  哈尔滨工业大学电气工程学院, 哈尔滨 150001   
周少泽  哈尔滨工业大学电气工程学院, 哈尔滨 150001  151839261@qq.com  
徐殿国  哈尔滨工业大学电气工程学院, 哈尔滨 150001   

中文摘要:
      级联H桥型变换器CHB(cascaded H-Bridge)由于其笨重、复杂的多绕组移相变压器,限制了其向更高电压/功率等级电机驱动中应用.而模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)的拓扑结构相比CHB可省去其笨重、复杂的移相变压器,因而更希望能够采用MMC来实现更紧凑、更灵活的电机驱动解决方案.但需要指出,MMC与CHB实际上存在很多不同之处,至今还没有文献对这两种拓扑各方面性能进行过系统的比较.为此,文中首次详细对比了MMC与CHB在电路结构、工作原理、元件数量、PWM调制方法、谐波性能等方面的优缺点,并探讨了MMC在电机驱动应用中需要面对的电容电压平衡问题、环流问题、启动预充电问题、以及低频运行时的电容电压波动等问题,并给出了相应的解决方法与一些基本的实验验证,旨在为模块化多电平换流器在电机驱动应用中的推广提供一点抛砖引玉的作用.