改进型混合级联多电平变换器研究

"新型混合级联多电平拓扑结构研究，屈有哲，马军波，多电平技术，变换器，九电平，仿真，混合级联型多电平，电力系统，大功率电气传动，级联单元，有功环流问题，模块化生产，开关损耗，滤波器" 在电力电子领域，多电平技术因其在高电压、大功率应用中的优势，如低电磁干扰（EMI）和低谐波污染，已经成为研究热点。混合级联多电平拓扑结构作为其中的重要分支，自提出以来吸引了众多学者的关注。这种拓扑结构通过级联不同类型的电力电子模块，实现了更复杂的电压等级，提高了输出电压质量。 本文由屈有哲和马军波两位学者提出，他们研究了一种改进的混合级联多电平变换器，这种变换器的独特之处在于它结合了一个二极管钳位H桥拓扑与多个两电平H桥级联。这种设计旨在解决传统混合拓扑中存在的功率环流问题，并优化模块间的功率流。通过实验验证，新拓扑结构展现出良好的波形质量，其直流母线电压的相等性简化了输入变压器的设计，并有利于实现工业化标准模块化生产。 混合多电平技术的一个关键挑战是每个级联单元之间的协调和效率。传统拓扑中，级联单元间的有功环流会导致能量损失和系统稳定性下降。该文提出的改进型混合级联多电平变换器通过采用混合调制策略，使得仅部分功率模块在高频下工作，从而降低了开关损耗。此外，由于所有直流母线电压相同，变压器设计更加简便，同时也降低了系统的复杂度。 在高电压大功率场景中，这种拓扑的扩展性和冗余能力尤为突出。其等效开关频率较高，意味着只需要相对较小的滤波器就能获得理想的输出波形质量，这对于降低系统成本和提高整体效率至关重要。同时，这种新型拓扑结构对于电力系统和大功率电气传动的应用具有广泛前景。 总结来说，这篇首发论文深入探讨了混合级联多电平技术，提出了一种创新的拓扑结构，解决了传统拓扑存在的问题，并且展示了在实际应用中的优越性能。这一研究成果对于推动多电平变换器技术的发展和在电力系统中的广泛应用具有重要意义。