一种TNPC三电平逆变器的零电流软开关技术

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｎｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｆｉｅｌｄｓｂｅ —
ｎｅｗｔｏｐｏｌｏｇｙｅｍｐｌｏｙｓｔｗｏａｕｘｉｌｉａｒｙｓｗｉｔｃｈｅｓａｎｄａｎＬＣｒｅｏｎｓａｎｔｔａｎｋｆｏｒｅａｃｈｐｈａｓｅｌｅｇｔｏａｃｈｉｅｖｅｏｆｓｔｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｏｆａｌｌｔｈｅｓｗｉｔｃｈｅｓＳＯｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｉｔｒｅｑｕｉｒｅｓｎｏｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏ
通过半桥样机实验验证了所提出软开关拓扑的可行性．
关键词：Ｔ型中点钳位式；三电平拓扑；零电流软开关；开关损耗
中图分类号：ＴＭ４６文献标志码：Ａ
ＡＴＮＰＣｔｈｒｅｅ．１ｅｖｅｌｚｅｒｏ．ｃｕｒｒｅｎｔ．ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
谐振支路，拓扑控制简单，不需要改变传统的ＰＷＭ调制方法，辅管的开通时间只由ＬＣ谐振参数
决定．就能保证主桥臂和辅助桥臂的开关器件实现零电流转换（ＺＣＴ），提高了系统的效率．通过换流过程方程和状态平面图，对所提出软开关技术的工作原理和控制方法进行了详细的分析和推导．
ｎｏｌｏｇｉｅｓｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｗｉｔｃｈｌｏｓｓｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ３Ｓｗｅｌ１．ＡｎｏｖｅｌＺｅｒｏ— Ｃｕｒｒｅｎｔ — Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
ＤＯＩ：１０．１１８６０￣．ｉｓｓｎ．１６７３ — ０２９１．２０１５．０２．００９
一
种ＴＮＰＣ三电平逆变器的零电流软开关技术
姚修远，金新民，吴学智，吴跃林，杜宇鹏
（ＺＯＴ）ｓｏｆｔ — ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｏｏｌｐｏｇｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＴ— ｔｙｐｅｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｉｓｐｒｏｏｓｐｅｄ．Ｔｈｅ
（北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心，北京１０００４４）
摘要：为了改善变流器的谐波含量和效率，多电平拓扑被广泛应用于光伏和储能领域．同时，采用软开关技术能够降低开关损耗．针对Ｔ型中点钳位式（ＴＮＰＣ）三相三电平结构，提出了一种新型的零电流软开关变流器拓扑．该软开关拓扑每相仅需要额外使用两个辅助谐振开关器件和一条ＬＣ
第３９卷第２期
２０１５年４月

北
京
交
通
大
学
学
报
Ｖｏ１．３９Ｎｏ．２
Ａｔ）ｒ．２０１５
ｌ０ＵＲＮＡＬ０ＦＢＥＩＵＮＧＩＩＡ（）］ｒ（）ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
文章编号：１６７３～０２９１（２０１５）０２ — ００５５ — ０７
ｓｏｆｔ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＹＡＯＸｉｕｙｕａｎ，
．
Ｘｉｎｍｉｎ，ＷＸｕｅｚｈｉ，ＷＵＹｕｅｌｉｎ，ＤＵＹｕｐｅｎｇ
（ＮａｔｉｏｎａｌＡｃｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）
ｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｌＯＷＴｏｔａｌＨａｒｍｏｎｉｃＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎ（ＴＨＤ）．Ｔｈｅｓｏｆｔ — ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈ —