单相模块化多电平矩阵式变流器AC/AC同频变换桥臂能量控制方法研究

来源：电工电能新技术杂志2018年第2期北京时间：

作者：雷鸣， 李耀华， 李子欣， 徐飞， 王平

单位：1. 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 中国科学院电工研究所，北京 100190；
\r\n2. 中国科学院大学，北京100049

摘要：在电气化铁路牵引供电领域，单相AC/AC变换具有广泛的需求。模块化多电平变流器由于其模块化的结构、优良的输出电压波形、无需变压器等优点，在中高压大容量电能变换领域得到了广泛应用。采用AC/DC/AC变换方式的模块化多电平背靠背式变流器需要的功率模块数多、成本高；采用AC/AC变换方式的模块化多电平矩阵式变流器在输入输出电压同频时各桥臂能量容易发散，应用场合受限。本文针对单相模块化多电平矩阵式变流器，对其同频变换时的运行特性进行了理论分析。通过理论分析，得到了桥臂能量稳定条件，并进一步提出了一种桥臂能量均衡控制方法。通过MATLAB/Simulink的仿真实验，验证了桥臂能量稳定条件的正确性和所提出控制方法的有效性。

关键词：模块化多电平变流器, 模块化多电平矩阵式变流器, 单相AC/AC变换, 同频变换, 桥臂能量控制

基金资助：国家自然科学基金项目(51507167)