本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種12級(jí)H橋級(jí)聯(lián)三級(jí)電力電子變壓器。

背景技術(shù)：

電力電子變壓器是一種將電力電子變換技術(shù)和基于電磁感應(yīng)原理的電能變換技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)將一種電力特征的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N電力特征的電能的新型智能變壓器。相對(duì)于傳統(tǒng)變壓器而言，電力電子變壓器具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)體積小，重量輕，環(huán)境污染??；(2)運(yùn)行時(shí)二次側(cè)輸出電壓幅值恒定，不隨負(fù)載變化，且平滑可調(diào)；(3)一次、二次側(cè)電壓為正弦波形，功率因數(shù)可調(diào)；(4)一次、二次側(cè)電壓、電流和功率均高度可控；(5)本身具有斷路器的功能，無(wú)需傳統(tǒng)的變壓器繼電保護(hù)裝置。電力電子變壓器是集電力電子、電力系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理以及自動(dòng)控制理論等領(lǐng)域?yàn)橐惑w的電力系統(tǒng)前沿研究課題，也是解決電能質(zhì)量問(wèn)題，建設(shè)“綠色電網(wǎng)”、“數(shù)字電網(wǎng)”的可行途徑之一。目前在國(guó)內(nèi)外，關(guān)于電力電子變壓器有很多相關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)。已公開(kāi)的電力電子變壓器資料輸入級(jí)多為級(jí)聯(lián)方式，但是很多都是沒(méi)有非常明確的選擇依據(jù)，輸入級(jí)級(jí)數(shù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致電力電子變壓器成本升高，級(jí)數(shù)過(guò)少會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)器件承受的電壓過(guò)高影響其工作壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種12級(jí)H橋級(jí)聯(lián)三級(jí)電力電子變壓器。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種12級(jí)H橋級(jí)聯(lián)三級(jí)電力電子變壓器，包括輸入級(jí)、中間隔離級(jí)、輸出級(jí)，其特征在于：

所述輸入級(jí)設(shè)有12組輸出端，通過(guò)12組每組2根導(dǎo)線與所述中間隔離級(jí)的12組輸入端連接，所述中間隔離級(jí)的輸出端通過(guò)電纜與所述輸出級(jí)相連接；

所述輸入級(jí)主要由安全控制模塊、電感模塊、高壓整流模塊構(gòu)成，安全控制模塊與電感模塊連接，電感模塊的輸出端與12個(gè)相互串聯(lián)的結(jié)構(gòu)和功能完全相同的高壓整流模塊連接；

所述安全控制模塊主要由高壓避雷器、故障保護(hù)單元構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)電力電子變壓器的防雷及故障保護(hù)功能；

所述中間隔離級(jí)主要由12個(gè)結(jié)構(gòu)和功能完全相同的斬波模塊和12個(gè)結(jié)構(gòu)和功能完全相同的隔離整流模塊構(gòu)成，每一個(gè)斬波模塊與一個(gè)隔離整流模塊相連接；

所述輸出級(jí)主要由三相四橋臂單元和三相電感模塊構(gòu)成，所述三相四橋臂單元的4個(gè)輸出端分別與三相電感模塊的4個(gè)輸入端分別連接。

優(yōu)選的，所述高壓整流模塊包括兩個(gè)相同型號(hào)的IGBT半橋模塊、電容組、控制電路板。

優(yōu)選的所述斬波模塊主要由兩個(gè)相同型號(hào)的IGBT半橋模塊和一塊控制電路板構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述隔離整流模塊主要由一臺(tái)高頻變壓器和兩個(gè)型號(hào)相同的二極管半橋模塊構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述三相四橋臂單元主要由八只IGBT與8個(gè)二極管反向并聯(lián)構(gòu)成。

本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有電力電子元器件的耐壓情況，從經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)體積、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工程應(yīng)用難度等因素考慮，輸入級(jí)選用了12級(jí)聯(lián)方式不僅降低了電力電子變壓器的制造成本，還保證了每個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)元器件的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型高壓整流模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型斬波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型隔離整流模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型三相四橋臂單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1~5對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施做進(jìn)一步詳述，一種12級(jí)H橋級(jí)聯(lián)三級(jí)電力電子變壓器，包括輸入級(jí)1、中間隔離級(jí)2、輸出級(jí)3，輸入級(jí)1設(shè)有12組輸出端，通過(guò)12組每組2根導(dǎo)線與中間隔離級(jí)2的12組輸入端連接；中間隔離級(jí)2的輸出端通過(guò)電纜與輸出級(jí)3相連接；

輸入級(jí)1主要由安全控制模塊11、電感模塊12、高壓整流模塊13構(gòu)成，安全控制模塊11與電感模塊12連接，電感模塊12的輸出端與12個(gè)結(jié)構(gòu)和功能完全相同的高壓整流模塊13串聯(lián)，安全控制模塊11主要由高壓避雷器、故障保護(hù)單元構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)電力電子變壓器的防雷及故障保護(hù)功能；

中間隔離級(jí)2主要由12個(gè)結(jié)構(gòu)和功能完全相同的斬波模塊21和12個(gè)結(jié)構(gòu)和功能完全相同的隔離整流模塊22構(gòu)成，每一個(gè)斬波模塊21與一個(gè)隔離整流模塊22相連接；

輸出級(jí)3主要由三相四橋臂單元31和三相電感模塊32構(gòu)成，三相四橋臂單元31的4個(gè)輸出端分別與三相電感模塊32的4個(gè)輸入端分別連接；

高壓整流模塊13包括兩個(gè)相同型號(hào)的IGBT半橋模塊131，從經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)體積、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工程應(yīng)用難度等因素考慮，采用耐壓等級(jí)為 1700V 的 IGBT半橋模塊，該IGBT 半橋模塊選用英飛凌公司的 FF450R17ME4，高壓整流模塊13還包括一個(gè)電容組132以及控制電路板133，該控制電路板采用 Concept公司配套驅(qū)動(dòng)板 2SP0115T2A0-17。

斬波模塊21主要由兩個(gè)相同型號(hào)的IGBT半橋模塊211和一塊控制電路板212構(gòu)成，每一個(gè)斬波模塊21均采用一塊獨(dú)立的控制電路板212，將前級(jí)各級(jí)整流輸出電壓采樣值通過(guò)光纖送至控制電路板212，通過(guò)每塊控制板上的 FPGA 芯片進(jìn)行控制運(yùn)算，輸出各級(jí) H 橋逆變模塊的驅(qū)動(dòng)脈沖，實(shí)現(xiàn)每一級(jí) H橋直流側(cè)電壓的均等輸出。每塊控制板中包含：FPGA、電源模塊、故障信號(hào)處理電路、通信單元。

隔離整流模塊22主要由一臺(tái)高頻變壓器221和兩個(gè)型號(hào)相同的二極管半橋模塊構(gòu)成。

三相四橋臂單元31主要由八只英飛凌公司生產(chǎn)的型號(hào)為 FZ1200R17KE3 的IGBT與8個(gè)二極管反向并聯(lián)構(gòu)成。

本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有電力電子元器件的耐壓情況，從經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)體積、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工程應(yīng)用難度等因素考慮，輸入級(jí)選用了12級(jí)聯(lián)方式不僅降低了電力電子變壓器的制造成本，還保證了每個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)元器件的使用壽命。