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这所院校又添新作:铁路静止变流器用缩减规模单相模块化多电平变流器的研制与实验验证

论论资讯 | 2023-03-01 3热度

Electronics (Switzerland)

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Development and Experimental Validation of a Reduced-Scale Single-Phase Modular Multilevel Converter Applied to a Railway Static Converter

Rodrigues N.; Cunha J.; Monteiro V.; Afonso J.L.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/electronics12061367

研究背景

随着近年来对电能需求的增加以及电价的上涨,研究如何开发出更加可靠和高效的电能转换系统变得越来越重要。而传统的电能转换系统存在着效率低下、可靠性差等问题,因此需要寻找新的解决方案。在这种情况下,模块化多电平变流器(MMC)应运而生。MMC的关键在于模块化,使得转换器能够达到更高的性能水平,提高转换器的电压和电流输出信号,同时采用紧凑的解决方案。而MMC的模块化概念允许使用串联的子模块来增加操作电压,使用并联的子模块来增加操作电流。此外,在子模块故障的情况下,转换器可以重新配置并继续运行,尽管功率水平会降低。由于其多功能性,MMC可以应用于各种各样的应用领域,例如高压直流输电系统、固态变压器、可再生能源接口等。

研究内容

本文重点研究了基于半桥子模块的单相MMC在铁路静态变流器中的应用,其中主要关注的是交流侧的控制。本文详细描述了单相MMC缩小比例模型的控制算法,该模型采用了两个子模块串联在上臂、两个子模块串联在下臂、相应的驱动器和命令电路、传感器和信号调节电路以及数字控制平台。实验结果表明,每个子模块的性能都得到了验证,随后验证了使用四个子模块的MMC的操作。

研究意义

本研究的创新之处在于,通过MMC的模块化概念,提高了铁路静态变流器的电能转换效率。此外,MMC的模块化概念也可以应用于其他领域,为电能转换系统的研究提供了新思路。这项研究对于提高电能转换系统的效率和可靠性具有重要意义,有望在未来的电能转换系统中得到广泛应用。

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