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CN111279597A - 三角形连接的转换器的控制 - Google Patents

三角形连接的转换器的控制 Download PDF

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CN111279597A
CN111279597A CN201880070110.1A CN201880070110A CN111279597A CN 111279597 A CN111279597 A CN 111279597A CN 201880070110 A CN201880070110 A CN 201880070110A CN 111279597 A CN111279597 A CN 111279597A
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A.韦格利
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ABB Schweiz AG
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Abstract

电转换器（10）包括串联连接的转换器单元（14）的三个分支（12），每个转换器单元（14）包括整流器（34）、具有DC链路电容器（C）的DC链路（36）、以及逆变器（38），其中三个分支（14）在电转换器（10）的相输出（A、B、C）处三角形连接。在用于控制电转换器（10）的方法中，转换器单元（14）被控制以生成相输出（A、B、C）处的三个AC相输出电流（IA、IB、IC）和通过分支（12）的循环电流（Icirc）。

Description

三角形连接的转换器的控制
技术领域
本发明涉及三角形连接(delta-connected)的转换器并且涉及用于控制转换器的方法。
背景技术
级联H-桥转换器用于以高电压和高电流来驱动电机。这样的转换器包括若干分支，其中H-桥在它们的输出处串联连接以产生高输出电压。H-桥可以经由DC链路和整流器供应，DC链路和整流器例如由电网供应。一种可能性是将三个这样的分支星形连接以便生成三相输出电流。
增加这样的转换器的电流额定值(rating)的通常途径是使用具有更高的电流额定值的功率半导体。然而，这可能极大地增加成本。
WO 2016 198370 A1示出具有多组串联连接的H-桥的模块化多电平(multilevel)转换器。提出了可以将这些组三角形连接。
GB 2511358 A示出具有三个星形连接的分支的转换器，所述三个星形连接的分支中的每个分支由串联连接的转换器单元组成。这些转换器单元由多绕组变换器(transformer)供应。起初，提到了不想要的谐波可生成循环(circulating)电流。
发明内容
本发明的目的是提供基于串联连接的转换器单元的经济的电转换器，其具有高电流额定值。
通过独立权利要求的主题实现这个目的。根据从属权利要求和下文的描述，另外的示范性实施例是显然的。
本发明的第一方面涉及用于控制电转换器的方法。例如，转换器可以用于给电动马达供应来自电网的电能。转换器可以是适合于处理超过1kV(诸如3.3kV、4.16kV以及6kV)和/或超过100A的电流的功率转换器。
根据本发明的实施例，电转换器包括串联连接的转换器单元的三个分支，每个转换器单元包括整流器、具有DC链路电容器的DC链路、以及逆变器，其中三个分支在电转换器的相输出处三角形连接。逆变器可以在它们的输出处串联连接以生成作为转换器单元的输出电压的倍数的分支电压。相输出可以与由电转换器供应的诸如电动马达之类的电机连接。整流器可以经由变换器连接到AC电压源，例如电网。
利用彼此三角形连接的分支，输出电流的电流额定值已经可以是利用星形连接的分支的
Figure BDA0002469238200000021
倍。此外，在三角形连接的分支中，有可能在不影响相输出电流的情况下注入循环电流。这可以利用合适的控制方法来实现。
该方法可以由电转换器的控制器实行，该控制器可以从电转换器收集电流和/或电压测量值并且可以基于诸如由电转换器供应的电动马达的所需转矩和/或速度之类的参考参数来控制电转换器。
根据本发明的实施例，转换器单元被控制以生成相输出处的三个AC相输出电流和通过分支的循环电流。特别地，循环电流可以被控制成与0不同。例如，循环电流可以是相输出电流的幅度的至少0.05。
循环电流可以用于减小半导体峰值电流，以便增加电流额定值和/或减小DC链路电容器纹波电流，以便增加DC电容器的寿命。
特别地，循环电流被控制以包括通过分支的分支电流的三次谐波。此外，循环电流被控制以使得循环电流的三次谐波的最小值处于通过分支的分支电流的基频的最大值，和/或使得循环电流的三次谐波的最大值处于通过分支的分支电流的基频的最小值。
例如，循环电流可以仅仅是分支电流的基频的三次谐波。可以的是仅控制循环电流的幅度和/或相位角。还可以是幅度和/或相位角设定成相对于分支电流的对应值的固定值。
三次谐波可能没有对相输出电流造成影响，可能减少通过转换器分支的峰值电流，和/或可能减少DC链路电流纹波。相输出电流可以是两个对应的分支电流之间的差。
例如，将循环电流控制成仅分支电流的基频的三次谐波可能导致峰值电流修整(shaving)，并且因而可能朝向半导体的安全操作范围增加裕度。
作为三次谐波的循环电流的第二效应可以是转换器单元中的电容器纹波电流减小。在基于串联连接的转换器单元的电转换器中的已知现象是，可能存在DC链路中具有两倍基频的大功率脉动。这可能导致具有高达基频的两倍的频率的主导纹波电流。如将在下文中示出的，三角形连接的分支中的三次谐波电流也可能导致具有相反符号的电容器纹波电流中的二次谐波。该效应可以用于减小纹波电流。此外，对于连接到电转换器的电机，DC链路纹波电流中的减小的二次谐波可以允许较低的输出频率。
可以的是，分支电流的基频以及循环电流的最大值和最小值不是直接处于相同角，而是可以相对于彼此略微移位。
根据本发明的实施例，循环电流被控制以使得相输出处的功率输出增加。例如，这可以采用下述方式进行：通过每个分支的电流的峰值电流通过与正弦分支电流偏离来减少。
根据本发明的实施例，循环被控制以使得通过DC链路电容器的电流的低谐波减小。功率模块中的电容器纹波电流减小。如将在下文中详细地描述的，在分支中感应的循环电流对通过DC链路电容器的电流的谐波具有影响。特别地，有可能利用循环电流来减小DC链路电流的低阶谐波的幅度。由于与较高阶谐波相比，较低阶谐波更强地减小电容器寿命，所以这可以增加DC链路电容器的寿命。此外，DC链路纹波电流的减小可能导致减小的DC链路纹波电压，并且因此可能导致电网中的减小的较高阶谐波。
低阶谐波可以是2阶和/或3阶的谐波。必须注意，n阶谐波是相应的电流的频率分量，该频率分量具有电流的基频分量的n倍频率。
根据本发明的实施例，循环被控制以使得通过DC链路电容器的电流的二次谐波减小。该谐波可能对电容器寿命具有最强的影响。
如上所述的一个或多个控制目标可以利用使这些控制目标主动优化的控制器来实现。例如，控制器可以接收针对输出电流和/或输出电压的一个或多个参考参数，诸如参考频率、参考转矩、参考速度等等。然后，控制器可以生成用于相输出和/或转换器单元的参考电压，所述参考电压针对期望的参考参数将控制目标优化。然后，这些参考值可以例如通过脉宽调制来转化成用于转换器单元的切换命令。
这样的控制器可以基于模型预测控制，其中一个或多个目标函数被优化以实现上述和下述控制目标。
例如，参考电压可以利用模型预测控制和/或通过将代价函数优化来生成，其中一个或多个控制目标被编码。
如上所述的控制目标也可以通过以特定预选性质控制循环电流来实现。循环电流的形状或形式可以被选定(fixed)。例如，它可以是或可以包括输出电流的三次谐波。
根据本发明的实施例，循环电流的三次谐波的相位角被设定，使得分支电流的基频的极值减小。如上文中所提到的，循环电流的相位角可以被控制，以使得循环电流的三次谐波处于每个分支电流的基频的最大值，并且反之亦然。
根据本发明的实施例，循环的三次谐波的幅度在分支电流的基频的幅度的0.1与0.2之间。最高相输出电流可以利用针对三次谐波的大约1.15的相对幅度来实现。在最好的情况下，与对于其功率半导体具有相同电流额定值的星形连接的转换器相比，相输出电流可以是173％x 1.15％＝200％倍。
总之，在未改变任何转换器单元额定值的情况下，与星形连接的拓扑相比，将三角形连接拓扑与三次谐波电流组合可以实现两倍的相输出电流。然而，由于在三角形连接中分支电压可能需要更高，所以与星形连接的分支相比，每分支可能需要更多的转换器单元。
根据本发明的实施例，相输出电流相对于彼此相移120°。可以的是，相输出电流被控制成是正弦的。
本发明的另外的方面涉及如上文中和下文中所描述的电转换器，该电转换器包括用于根据如上文中和下文中所描述的方法控制转换器单元的控制器。必须理解，如上文中和下文中所描述的方法的特征可以是如上文中和下文中所描述的转换器的特征，并且反之亦然。控制器可以包括用于执行软件的处理器，并且该方法可以至少部分地在软件中实现。控制器也可以包括DSP和/或FPGA，并且该方法可以至少部分地在硬件中实现。
根据本发明的实施例，整流器是无源整流器。整流器可以由基于二极管的一个或多个半桥组成。
根据本发明的实施例，逆变器是H-桥逆变器。每个逆变器可以包括两个半桥，其中的每个由诸如晶体管或晶闸管的两个半导体开关组成。
根据本发明的实施例，转换器还包括针对每个整流器提供单独的输入电流的具有三相初级侧并且具有多相次级侧的变换器。初级侧可以连接到电网。次级侧可以包括彼此电分离的多个次级绕组。此外，可以的是，每个整流器被提供有三个120°相移的输入电流。
根据本发明的实施例，变换器的次级侧被设计以使得整流器的输入电流相对于彼此相移。例如，变换器的次级绕组可以被设计以使得它们提供彼此相移60°/m的m个不同相移的输出电流。例如，数量m可以是2、3或更大。转换器单元的这种相移可以减小可注入到电网中的由转换器产生的较高阶谐波。
本发明的这些方面和其它方面将从下文描述的实施例显然并且参考这些实施例来阐明。
附图说明
将参考附图中所图示的示范性实施例，在下面的文本中更详细地解释本发明的主题。
图1示意性示出根据本发明的实施例的电转换器。
图2示意性示出用于图1的转换器的转换器单元。
图3示出图示图1的转换器中的电流流动的图。
图4和图5示出关于图1的转换器中的电流的图。
图6示出用于控制图1的转换器的方法的流程图。
在参考符号列表中，以总结形式列出附图中所使用的参考符号以及它们的含义。原则上，在附图中，为相同部分提供相同参考符号。
具体实施方式
图1示出电转换器10，电转换器10包括串联连接的转换器单元14的三个分支12。分支12经由电感器16进行三角形连接。每个导体具有中点，在该中点处，提供电转换器10的相输出A、B、C。
转换器10适合于在相输出A、B、C处生成三相输出电流，该三相输出电流可以供应到电动马达18。
分支12可以包括相同数量的转换器单元14。转换器单元14在它们的输出20处串联连接以便形成分支12。在它们的输入22处，转换器单元14连接到变换器24，变换器24适合于将来自电网26的三相输入电压变换成要供应到转换器单元的输入22的三相输入电压。
变换器24可以具有针对来自电网26的输入电压的每个相的初级绕组28以及针对转换器单元14的输入电压的每个相的次级绕组30。因而，对于每个转换器单元14，可存在四个次级绕组30的组。次级绕组30的组可以相对于彼此相移以便减少由转换器10在它的输入侧处产生的谐波。
此外，图1示出用于控制转换器单元14的控制器32。
图2更详细地示出转换器单元14之一。转换器单元14包括整流器34、DC链路36和逆变器38，整流器34、DC链路36和逆变器38在输入22与输出20之间级联连接。
整流器34可以是无源整流器。对于每个输入相，整流器34可以包括由两个二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成的半桥。
逆变器38包括由两个半导体开关S1、S2、S3、S4组成的两个半桥，这两个半桥提供输出20的两个输出相。半导体开关S1、S2、S3、S4由控制器32控制。每个半导体开关S1、S2、S3、S4可以包括具有反并联连接的续流二极管的IGBT或其它可控半导体器件。
DC链路36包括DC链路电容器C，其与逆变器38和整流器34的半桥并联连接。
图3示出图示通过转换器10的电流的图。相输出电流IA、IB和IC正在相输出A、B和C处离开转换器并且流过电动马达18。相输出电流IA、IB和IC应当总计为0。相输出A、B和C之间的分支电流IAB、IBC和ICA流过分支12。由于诸如IA的相输出电流是诸如ICA和IAB的对应分支电流的差，因而在三角形连接中，存在进一步的自由度。分支电流IAB、IBC和ICA的总和不需要是0并且可存在流过三角形连接的循环电流。
图3和图4示出相输出电流IA、IB和IC和分支电流IAB、IBC和ICA连同循环电流Icirc的示例。如图5中所示，相输出电流IA、IB和IC是正弦的并且彼此相移120°。如图4中所示，分支电流IAB、IBC和ICA也彼此相移120°。然而，循环电流Icirc被选择以使得分支电流IAB、IBC和ICA的最大值被削弱(dented)。
如图3中所示，分支电流IAB、IBC和ICA可以是具有基频的正弦电流(以点划线描绘)与作为基频的三次谐波的循环Icirc的总和。循环电流Icirc的相位和幅度被设定以使得分支电流IAB、IBC和ICA(以实线描绘)具有减小的最大值。以这样的方式，分支电流可以缩放到更高的值，而最大电流保持低于转换器10的诸如S1至S4的半导体开关的电流额定值。这在图4中以虚线示出。在图5中，对应的缩放了的相输出电流也以虚线示出。
一般而言，循环电流Icirc的三次谐波的相位角可被设定以使得分支电流IAB、IBC、ICA的基频的极值减小。
这可以通过使循环电流Icirc的三次谐波的最小值处于分支电流IAB、IBC、ICA的基频的最大值来实现，并且反之亦然。
循环电流Icirc的三次谐波的幅度可以被选择成在分支电流IAB、IBC、ICA的基频的幅度的0.1与0.2之间。如上所述，最高功率输出可以利用大约0.15的值来实现。
回到图2，电容器纹波电流ICap也可以利用具有三次谐波的循环电流Icirc来减小。如图2中所示，电容器纹波电流ICap是整流器电流IRect与逆变器电流IInv的总和。此外，逆变器电流可以采用以下方式来确定：
Icap＝Irect+Iinv
Iinv＝Ibr·m·sin(ωt)
其中，m是调制指数并且IBr是分支电流，即，IAB、IBC、ICA之一。上一个等式是由于逆变器38的结构而得到的。
包括基频ω的三次谐波频率3ω的分支电流IBr可以表达如下：
Figure BDA0002469238200000081
其中，
Figure BDA0002469238200000082
是分支电流的总体幅度，并且A是三次谐波的相对幅度。Iinv因而能够改写成：
Figure BDA0002469238200000083
使用三角恒等式
Figure BDA0002469238200000084
得出以下表达式：
Figure BDA0002469238200000085
由于三次谐波分支电流而产生的具有二次谐波的部分可以用于通过选择合适的相对幅度A并且通过选择
Figure BDA0002469238200000086
来减小纹波电流ICap。增加的振幅A可能导致纹波电流ICap中的二次谐波减小，但同时也可以增加四次谐波。然而，由于与对于四次谐波相比，对于二次谐波来说，电容器损耗(wear)更强，所以电容器C的总体损耗可以减小。仿真已经显示出A＝0.5的值将得出最小均方根纹波电流。然而，为了增加功率输出，0.1与0.2之间的值可能是更有益的。
图6示出针对用于控制转换器10的方法的流程图。该方法可以由控制器32实行。
在步骤10中，控制器可以接收针对包括转换器10和电动马达18的系统的控制参数。这样的控制参数可以是马达转矩、马达速度等等。还可以的是：相输出电流IAB、IBC、ICA的频率和/或它们的幅度是这样的控制参数。
此外，在步骤S10中，控制器可以接收转换器10中的电压和/或电流的测量参数。
在步骤S12中，控制器确定针对由转换器单元14输出的转换器单元电压的电压参考值。电压参考值可以基于控制参数和/或测量值来确定。
在电压参考值的确定中，考虑循环电流Icirc所提供的自由度。
在实施例中，循环电流Icirc被控制以包括或作为分支电流IAB、IBC、ICA的三次谐波，所述三次谐波具有相对于基频的相移和如上所述的相对幅度。以这样的方式，如上所述，输出功率自动增加，和/或电容器纹波电流自动减小。
然而，循环电流Icirc不需要直接地被控制成包括或作为基频的三次谐波。还可以有可能控制对循环电流具有影响的其它控制目标。例如，循环电流Icirc可以被控制以使得相输出A、B、C处的功率输出增加和/或使得通过DC链路电容器C的电流ICap的低谐波减小。然而，由于上文中的考虑，这样的控制方法也可能导致具有大三次谐波分量的循环电流Icirc。
例如，可以实行代价和/或目标函数的模型预测控制和/或优化以实现控制目标。
例如，控制器可以基于模型预测控制。测量参数可以被输入到等式集合中，所述等式集合可包括上述等式中的一个或多个和/或对图1中所示的转换器和/或分支12进行建模的等式。特别地，模型预测控制方案可包括对循环电流Icirc进行建模的等式。
模型预测控制方案可包括目标函数，其在控制期间被优化，例如以实现期望相位角和/或相移。还可以的是，目标函数被建模以使得循环电流Icirc的三次谐波的最小值处于分支电流的基频的最大值。可以利用控制器中执行的二次规划(quadratic program)来实行优化。
可以的是，控制循环电流的相移和/或幅度以实现这些控制目标。
在步骤S14中，用于转换器单元的切换信号基于电压参考值来生成。这可以经由脉宽调制进行。然后，切换信号应用于转换器单元14的诸如S1至S4的半导体开关。
虽然已在附图和前文的描述中详细地图示并且描述本发明，但这样的图示和描述将被认为是说明性或示范性以及非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。实践要求保护的发明的并且本领域的技术人员能够通过研究附图、公开以及所附权利要求来理解并且实施针对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或控制器或其它单元可以完成权利要求中所记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这一单纯的事实不表明这些措施的组合不能用于获利。权利要求中的任何参考符号不应当被解释为限制范围。
参考符号列表
10 电转换器
12 分支
14 转换器单元
16 电感器
A、B、C 相输出
18 电动马达
20 转换器单元的输出
22 转换器单元的输入
24 变换器
26 电网
28 初级绕组
30 次级绕组
32 控制器
34 整流器
36 DC链路
38 逆变器
D1-D6 整流器的二极管
S1-S4 逆变器的半导体开关
C DC链路电容器
IRect 整流器电流
IInv 逆变器电流
ICap 电容器电流
IBr 分支电流
IA 相输出电流
IB 相输出电流
IC 相输出电流
IAB 分支电流
IBC 分支电流
ICA 分支电流
Icirc 循环电流

Claims (12)

1.一种用于控制电转换器（10）的方法，
所述电转换器（10）包括串联连接的转换器单元（14）的三个分支（12），每个转换器单元（14）包括整流器（34）、具有DC链路电容器（C）的DC链路（36）、以及逆变器（38），其中所述三个分支（14）在所述电转换器（10）的相输出（A、B、C）处三角形连接；
其中所述转换器单元（14）被控制以生成所述相输出（A、B、C）处的三个AC相输出电流（IA、IB、IC）和通过三角形连接的所述分支（12）的循环电流（Icirc）；
其中所述循环电流（Icirc）被控制以包括通过所述分支（12）的分支电流（IAB、IBC、ICA）的三次谐波，使得所述循环电流（Icirc）的所述三次谐波的最小值处于通过所述分支（12）的所述分支电流（IAB、IBC、ICA）的基频的最大值。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述循环电流（Icirc）被控制以使得所述相输出（A、B、C）处的功率输出增加。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述循环（Icirc）被控制以使得通过所述DC链路电容器（C）的电流（ICap）的低谐波减小。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
其中所述循环（Icirc）被控制以使得通过所述DC链路电容器（C）的电流（ICap）的二次谐波减小。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
其中所述循环电流（Icirc）的三次谐波的相位角被设定以使得通过所述分支（12）的分支电流（IAB、IBC、ICA）的基频的极值减小。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
其中所述循环电流（Icirc）的所述三次谐波的幅度在通过所述分支（12）的分支电流（IAB、IBC、ICA）的基频幅度的0.1与0.2之间。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，
其中所述相输出电流（IA、IB、IC）相对于彼此相移120°。
8.一种电转换器（10），包括：
串联连接的转换器单元（14）的三个分支（12）；
用于根据前述权利要求中的一项所述的方法控制所述转换器单元（14）的控制器（32）；
其中每个转换器单元（14）包括整流器（34）、具有DC链路电容器（C）的DC链路（36）、以及逆变器（38）；
其中所述三个分支（12）在所述电转换器（10）的相输出（A、B、C）处三角形连接。
9.根据权利要求8所述的转换器（10），
其中所述整流器（34）是无源整流器。
10.根据权利要求8或9所述的转换器（10），
其中所述逆变器（38）是H-桥逆变器。
11.根据权利要求8至10中的一项所述的转换器（10），还包括：
针对每个整流器（34）提供单独的输入电流的具有三相初级侧（28）并且具有多相次级侧（30）的变换器（24）。
12.根据权利要求11所述的转换器（10），
其中所述变换器的所述次级侧（30）被设计以使得所述整流器（34）的输入电流相对于彼此相移。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021168791A1 (en) 2020-02-28 2021-09-02 Abb Schweiz Ag Apparatus and method for controlling delta-connected cascaded multilevel converter
US12341363B2 (en) 2023-05-12 2025-06-24 SAX Power GmbH Method for generating a polyphase alternating current, circuit arrangement and energy supply system
EP4462629B1 (de) * 2023-05-12 2025-04-16 SAX Power GmbH Verfahren zur erzeugung eines mehrphasenwechselstroms, schaltungsanordnung und energieversorgungssystem

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5933339A (en) * 1998-03-23 1999-08-03 Electric Boat Corporation Modular static power converter connected in a multi-level, multi-phase, multi-circuit configuration
WO2011032581A1 (en) * 2009-09-15 2011-03-24 Abb Research Ltd Addition of a third harmonic component to a basic reference waveform
CN102804580A (zh) * 2009-06-18 2012-11-28 Abb技术有限公司 用于交换功率的设备
US20150042197A1 (en) * 2011-12-23 2015-02-12 Roland Hagenlocher Permanent magnet excited electric machine
US20150069980A1 (en) * 2011-12-15 2015-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Converter in delta configuration
WO2016155824A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Abb Technology Ltd Method and device for damping voltage harmonics in a multilevel power converter
WO2016198370A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-15 Abb Schweiz Ag Modular multilevel converter with cascaded h-bridges and phase-shifted transformer groups

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053689A (en) * 1986-07-22 1991-10-01 University Of Texas At Austin Method and apparatus for improving performance of AC machines
US6710495B2 (en) * 2001-10-01 2004-03-23 Wisconsin Alumni Research Foundation Multi-phase electric motor with third harmonic current injection
JP4029709B2 (ja) * 2002-04-05 2008-01-09 三菱電機株式会社 電力変換装置
GB2511358A (en) 2013-03-01 2014-09-03 Control Tech Ltd Drive circuit for electrical load
WO2018068843A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 Abb Schweiz Ag Adaptive delay of a third harmonic component
CN107404244B (zh) * 2017-07-11 2019-09-06 江苏固德威电源科技股份有限公司 改善三相光伏逆变器输出电流谐波特性的pwm调制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5933339A (en) * 1998-03-23 1999-08-03 Electric Boat Corporation Modular static power converter connected in a multi-level, multi-phase, multi-circuit configuration
CN102804580A (zh) * 2009-06-18 2012-11-28 Abb技术有限公司 用于交换功率的设备
WO2011032581A1 (en) * 2009-09-15 2011-03-24 Abb Research Ltd Addition of a third harmonic component to a basic reference waveform
US20150069980A1 (en) * 2011-12-15 2015-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Converter in delta configuration
US20150042197A1 (en) * 2011-12-23 2015-02-12 Roland Hagenlocher Permanent magnet excited electric machine
WO2016155824A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Abb Technology Ltd Method and device for damping voltage harmonics in a multilevel power converter
WO2016198370A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-15 Abb Schweiz Ag Modular multilevel converter with cascaded h-bridges and phase-shifted transformer groups

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