具备零电流开关与谐波抑制的电流源型变换器新拓扑

作     者：武海涛 刘永和 WU Haitao;LIU Yonghe

作者机构：内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学电力学院呼和浩特010051 坎特伯雷大学电气与计算机系 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2013年第39卷第11期

页      面：2799-2806页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51067006) 内蒙古自治区自然科学基金重大项目(2010ZD10) 内蒙古工业大学科学研究基金项目(ZS201234) 

主　　题：电流源型变换器 谐波注入 多电平 零电流开关 电压源型变换器 谐波 

摘      要：为了克服传统电流源型变换器(current source converter,CSC)交流侧需要加装大容量交流电容器作为缓冲装置的缺点,将直流电流分配电路与传统并联式12脉波CSC相结合,研究了一种可以省去交流电容器并能有效抑制谐波的并联式7电平电流注入式电流源型变换器拓扑。该拓扑具有以下特点:通过开闭直流电流分配电路中的开关元件,将直流电流变换成2路幅值相同、相位互差30°、6倍于基波频率、7电平阶梯形周期变化且具有零值区间的三角波注入电流,两主桥开关元件在注入电流的零值区间内进行切换,实现了零电流开关(zero current switching,ZCS);变换器交流侧不需要配置大容量交流电容器,降低了设计成本,提高了系统的可靠性;主桥开关频率为50Hz的前提下,利用7电平阶梯形三角波注入电流可增加交流输出电流的电平数,改善了电流波形的谐波特性,使交流输出电流近似正弦波。另外还详细分析了新拓扑的工作机理,在PSCAD/EMTDC平台进行了仿真研究,搭建了实验平台,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性。结果表明,所提出的新拓扑性能优良,结构简单,具有实用价值。