电工技术学报  2017, Vol. 32 Issue (20): 104-116    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170670
电力电子 |
模块化多电平高压变频技术研究综述
徐殿国, 李彬彬, 周少泽
哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院 哈尔滨 150001
Overview of the Modular Multilevel Converter Based High Voltage Motor Drive
Xu Dianguo, Li Binbin, Zhou Shaoze
School of Electrical Engineering & Automation Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China
全文: PDF (23054 KB)  
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摘要 模块化多电平换流器(MMC)作为一种新型高压大功率拓扑结构,不仅在直流输电领域中获得广泛关注,也在高压变频领域颇具应用前景。与传统的高压变频器拓扑相比较,模块化多电平换流器在灵活性、可靠性、电压波形质量、输入变压器设计、电压功率等级等方面均展现出一系列技术优势。为促进中国高压变频技术的发展,对MMC变频器的电路特点、子模块结构、调制方法、电容电压平衡策略、谐波分析、环流抑制、启动预充电、故障容错与可靠性、低频运行等方面的最新研究进展进行详细分析评述,并指出模块化多电平高压变频技术的研究难点与挑战。
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徐殿国
李彬彬
周少泽
关键词 模块化多电平换流器高压变频器调制技术预充电谐波故障容错可靠性低频运行    
Abstract:As a novel high-voltage high-power topology, modular multilevel converter (MMC) is not only widely concerned in the field of HVDC, but also in the field of motor drive applications. Compared with traditional medium-voltage motor drive topologies, MMC presents a series of distinctive features, such as high flexibility, high reliability, high voltage quality, easy input transformer design, high available voltage and power capacity. To popularize this new motor drive topology, this paper introduces its circuit characteristics, sub-module structure, modulation, capacitor voltage balancing, harmonic analysis, circulating current suppression, start-up precharge, fault tolerance, reliability and low-frequency operation. The state-of-the-art methods are evaluated. Finally, the existing difficulties and challenges of the MMC motor drive technology are discussed.
Key wordsModular multilevel converter    medium-voltage motor drive    modulation    precharge    harmonics    fault tolerance    reliability    low-frequency operation   
收稿日期: 2017-05-17      出版日期: 2017-10-30
PACS: TM46  
基金资助:国家自然科学基金(51237002、51477034),中央高校基本科研业务费专项资金和中国科协青年人才托举工程资助项目
通讯作者: 李彬彬 男,1989年生,副教授,研究方向为模块化多电平换流器等。E-mail: libinbin@hit.edu.cn   
作者简介: 徐殿国 男,1960年生,教授,研究方向为电力电子技术及应用、交流伺服控制系统、照明电子技术、机器人控制技术、电网品质控制技术、柔性直流输电技术及新能源发电技术等。E-mail: xudiang@hit.edu.cn
引用本文:   
徐殿国, 李彬彬, 周少泽. 模块化多电平高压变频技术研究综述[J]. 电工技术学报, 2017, 32(20): 104-116. Xu Dianguo, Li Binbin, Zhou Shaoze. Overview of the Modular Multilevel Converter Based High Voltage Motor Drive. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(20): 104-116.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170670          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2017/V32/I20/104