高頻環節多電平交流直接變換器原理研究

《高頻環節多電平交流直接變換器原理研究》是依託南京理工大學，由李磊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高頻環節多電平交流直接變換器原理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李磊
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

本項目提出了高頻環節多電平交流直接變換器的基本構成單元和有源箝位的新思想，提出了基於上述新思想的Boost型和Buck-Boost型高頻環節多電平交流直接變換器新概念及其電路結構與拓撲族，並對構成該類變換器的控制策略、原理特性、有源箝位控制原理、高頻化技術、啟動電路、功率因數校正、關鍵電路參數設計準則、輸出電壓的頻譜特性、更多電平數拓撲的構成方法、性能比較等關鍵技術、以及在電力系統中的套用進行了深入的理論分析、仿真和原理試驗研究。本項目是電力電子學的前沿研究內容，拓寬和深化了電力電子系統理論，構成了完整、統一的多電平交流變換技術理論體系，為實現高頻電氣隔離、（拓撲簡潔）、兩級功率變換、雙向功率流、變換效率較高、（輸入側功率因數高）、輸出波形質量高、適用於高壓交-交變換、負載短路時可靠性高的新型電力電子變壓器、正弦交流調壓器、無功補償裝置等奠定關鍵技術基礎，具有重要的理論價值和工程套用價值。

結題摘要

提出了Boost型、Buck-Boost型、Cuk型、Sepic型高頻環節多電平交流直接變換器的電路結構及其拓撲族。電路結構由多電平變換器（輸入周波變換器）、高頻變壓器（高頻儲能式變壓器）、輸出周波變換器（輸出多電平周波變換器）以及輸入、輸出濾波器構成，具有拓撲較簡潔、高頻電氣隔離、功率變換級數少、雙向功率流、變換效率高、網側電流波形好、可降低功率管電壓應力、輸出濾波器前端電壓頻譜特性好、負載適應能力強等優點。 對若干關鍵技術（如電路拓撲族設計、原理特性、箝位電容電壓平衡控制、磁復位條件、頻譜分析、負載適應能力、開機同步、拓撲推衍方法等）進行了深入理論分析與仿真研究，獲得了重要結論和關鍵參數設計準則。設計並研製成功的原理樣機證實了高頻環節多電平交流直接變換器新概念的正確性與先進性。 研究成果為實現新型動態電壓補償器、STATCOM奠定了關鍵技術基礎，拓寬和深化了電力電子學功率電子變換技術，具有重要的理論價值和工程套用價值。