多电平功率转换系统和方法与流程

技术特征：
1.一种系统，包括：第一功率转换设备，所述第一功率转换设备连接到第一电源；第一隔离式功率转换设备，所述第一隔离式功率转换设备连接到所述第一电源；以及第二功率转换设备，所述第二功率转换设备连接到所述第一隔离式功率转换设备，其中，所述第一功率转换设备的输出和所述第二功率转换设备的输出串联连接并且用于驱动电机。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一功率转换设备是第一逆变器，所述第二功率转换设备是第二逆变器，以及所述第一隔离式功率转换设备是三电平电感-电感-电容转换器。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一隔离式功率转换设备包括级联连接的第一初级开关网络、第一谐振回路、第一变压器和次级整流器。4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一隔离式电源转换设备包括第一初级开关网络、第一谐振回路、第一变压器、第二初级开关网络、第二谐振回路、第二变压器和次级整流器，其中，所述第一初级开关网络、所述第一谐振回路和所述第一变压器的初级绕组级联连接，其中，所述第二初级开关网络、所述第二谐振回路和所述第二变压器的初级绕组级联连接，以及其中，所述第一变压器的次级绕组和所述第二变压器的次级绕组串联连接并且进一步连接到所述次级整流器。5.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一隔离式功率转换设备包括第一初级开关网络、第一谐振回路、第一变压器和多个次级整流器，以及其中，所述多个次级整流器用于为所述第二功率转换设备的多个逆变单元提供隔离式功率。6.根据权利要求1和3-5中任一项所述的系统，其中，所述第一功率转换设备是第一逆变器，所述第一逆变器包括并联连接的第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元，以及其中，所述第一逆变器的每个逆变单元包括两个输出端子；以及其中，所述第二功率转换设备是第二逆变器，所述第二逆变器包括并联连接的第四逆变单元、第五逆变单元和第六逆变单元，以及其中所述第二逆变器的每个逆变单元包括两个输出端子，其中，所述第一逆变单元的两个输出端子和所述第二逆变器的所述第四逆变器单元的两个输出端子串联连接并且进一步连接到所述电机的第一相，其中，所述第二逆变单元的两个输出端子和所述第二逆变器的所述第五逆变器单元的两个输出端子串联连接并且进一步连接到所述电机的第二相，以及其中，所述第三逆变单元的两个输出端子和所述第二逆变器的所述第六逆变器单元的两个输出端子串联连接并且进一步连接到所述电机的第三相。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一逆变单元和所述第四逆变单元的公共节点用于连接到三相电源的第一相，其中，所述第二逆变单元和所述第五逆变器单元的公共节点用于连接到所述三相电源的第二相，以及
其中，所述第三逆变单元和所述第六逆变器单元的公共节点用于连接到所述三相电源的第三相，以及其中，所述三相电源用于通过由所述电机的绕组和所述第二逆变器的开关形成的功率因数校正设备对所述第一电源进行充电。8.根据权利要求1和3-5中任一项所述的系统，其中，所述第一功率转换设备是第一逆变器，所述第一逆变器具有三条支路和三个输出端子；以及其中，所述第二功率转换设备包括第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元，其中，所述第一逆变器的第一端子与所述第一逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第一相，其中，所述第一逆变器的第二端子与所述第二逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第二相，以及其中，所述第一逆变器的第三端子与所述第三逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第三相。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一隔离式功率转换设备是llc转换器，所述llc转换器包括初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，其中，所述初级绕组通过初级开关网络连接到所述第一电源，其中，所述第一次级绕组通过第一整流器连接到所述第一逆变单元，其中，所述第二次级绕组通过第二整流器连接到所述第二逆变单元，以及其中，所述第三次级绕组通过第三整流器连接到所述第三逆变单元。10.根据权利要求1和3-5中任一项所述的系统，其中，所述第一功率转换设备是第一逆变器，所述第一逆变器具有三条支路和三个输出端子，以及其中，所述第二功率转换设备包括具有两条支路的第一逆变单元和具有两条支路的第二逆变单元，所述第一逆变器的第一输出端子既连接到所述电机的第一相又与所述第一逆变单元的输出串联连接，所述第一逆变器的第二输出端子既连接到所述电机的第二相又与所述第二逆变单元的输出串联连接，以及所述第一逆变器的第三输出端子直接连接到所述电机的第三相。11.根据权利要求1和3-5中任一项所述的系统，其中，所述第一功率转换设备是第一逆变器，所述第一逆变器具有三条支路和三个输出端子；以及其中，所述第二功率转换设备包括具有三条支路的第一逆变单元和具有三条支路的第二逆变单元，其中，所述第一逆变器的第一输出端子与所述第一逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第一相，其中，所述第一逆变器的第二输出端子与所述第二逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第二相，以及其中，所述第一逆变器的第三输出端子直接连接到所述电机的第三相。12.根据权利要求1和3-5中任一项所述的系统，其中，所述第一功率转换设备是第一逆变器，所述第一逆变器包括并联连接的第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元，以及其中，所述第一逆变器的每个逆变单元包括两个输出端子；以及其中，所述第二功率转换设备包括第二逆变器和第三逆变器，所述第二逆变器包括串联连接的第四逆变单元、第五逆变单元和第六逆变单元，所述第二逆变器的每个逆变单元
包括两个输出端子，所述第三逆变器包括串联连接的第七逆变单元、第八逆变单元和第九逆变单元，所述第三逆变器的每个逆变单元包括两个输出端子，其中，所述第一逆变单元的两个输出端子，所述第四逆变器单元的两个输出端子和所述第七逆变器单元的两个输出端子串联连接并且进一步连接到所述电机的第一相，其中，所述第二逆变单元的两个输出端子，所述第五逆变器单元的两个输出端子和所述第八逆变器单元的两个输出端子串联连接并且进一步连接到所述电机的第二相，以及其中，所述第三逆变单元的两个输出端子、所述第六逆变器单元的两个输出端子和所述第九逆变器单元的两个输出端子串联连接并且进一步连接到所述电机的第三相。13.一种系统，包括：第一逆变器，所述第一逆变器具有连接到电池的输入；隔离式功率转换器，所述隔离式功率转换器具有连接到所述电池的输入；以及第二逆变器，所述第二逆变器具有连接到所述隔离式功率转换器的输出的输入，以及与所述第一逆变器的输出串联连接的输出，其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器的串联连接的输出用于驱动电机。14.根据权利要求13所述的系统，其中，在所述电池的充电过程中，所述电机的绕组用于作为三相功率因数校正转换器的电感器进行工作。15.根据权利要求13或14所述的系统，其中，所述第一逆变器是三相全桥逆变器，所述三相全桥逆变器包括三个输出端子；以及其中，所述第二逆变器包括第一逆变单元、第二逆变单元和第三逆变单元，其中，所述第一逆变器的第一输出端子与所述第一逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第一相，其中，所述第一逆变器的第二输出端子与所述第二逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第二相，以及其中，所述第一逆变器的第三输出端子与所述第三逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第三相。16.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，其中，所述隔离式功率转换器是电感-电感-电容llc功率转换器，所述电感-电感-电容功率转换器包括初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，其中，所述初级绕组通过初级开关网络连接到所述电池，其中，所述第一次级绕组通过第一整流器连接到所述第一逆变单元，其中，所述第二次级绕组通过第二整流器连接到所述第二逆变单元，以及其中，所述第三次级绕组通过第三整流器连接到所述第三逆变单元。17.一种方法，包括：使用彼此串联连接的第一逆变器和第二逆变器驱动电机，所述第一逆变器连接到电池，所述第二逆变器通过隔离式功率转换器连接到所述电池；以及通过功率因数校正设备对所述电池进行充电，所述功率因数校正设备包括所述电机的绕组和所述第二逆变器的开关。18.根据权利要求17所述的方法，还包括：使用三相电源对所述电池进行充电，其中，所述功率因数校正设备用于调整流进所述
功率因数校正设备的输入电流，以实现在统一阈值范围内的功率因数。19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述第一逆变器包括三条支路，所述三条支路的每条支路具有输出端子；其中，所述第二逆变器包括第一逆变单元，第二逆变单元和第三逆变单元，其中，所述第一逆变器的第一输出端子与所述第一逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第一相，其中，所述第一逆变器的第二输出端子与所述第二逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第二相，以及其中，所述第一逆变器的第三输出端子与所述第三逆变单元的输出串联连接并且进一步连接到所述电机的第三相；以及其中，所述隔离式功率转换器包括初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，其中，所示初级绕组通过初级开关网络连接到所述电池，其中，所述第一次级绕组通过第一整流器连接到所述第一逆变单元，其中，所述第二次级绕组通过第二整流器连接到所述第二逆变单元，以及其中，所述第三次级绕组通过第三整流器连接到所述第三逆变单元。20.根据权利要求19所述的方法，还包括使用三相电源对所述电池进行充电，其中，所述三相电源通过emi滤波器和第一电感器连接到所述第一逆变单元，其中，所述三相电源通过所述emi滤波器和第二电感器连接到所述第二逆变单元，以及其中，所述三相电源通过所述emi滤波器和第三电感器连接到所述第一逆变单元。

技术总结
一种系统包括连接到第一电源的第一功率转换设备、连接到第一电源的第一隔离式功率转换设备、以及连接到第一隔离式功率转换设备的第二功率转换设备，其中第一功率转换设备的输出和第二功率转换设备的输出串联连接，并且第一功率转换设备和第二功率转换设备的串联连接的输出用于驱动电机。接的输出用于驱动电机。接的输出用于驱动电机。


技术研发人员：朱辉斌 傅电波 戴和平 叶立明
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：2019.10.25
技术公布日：2022/6/7