CN107769239B - 一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构 - Google Patents

一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构 Download PDF

Info

Publication number
CN107769239B
CN107769239B CN201710810087.2A CN201710810087A CN107769239B CN 107769239 B CN107769239 B CN 107769239B CN 201710810087 A CN201710810087 A CN 201710810087A CN 107769239 B CN107769239 B CN 107769239B
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
voltage
isolated
conversion unit
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710810087.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107769239A (zh
Inventor
刘建强
张捷频
杨景熙
赵楠
汪洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN201710810087.2A priority Critical patent/CN107769239B/zh
Publication of CN107769239A publication Critical patent/CN107769239A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107769239B publication Critical patent/CN107769239B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/3353—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having at least two simultaneously operating switches on the input side, e.g. "double forward" or "double (switched) flyback" converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

本发明提出了一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构。根据不同的应用场合，本发明提出的交流电力电子变压器基本拓扑结构可分为两种，包括应用于高速动车组牵引传动系统的新型电力电子牵引变压器拓扑结构、应用于互联三相中/高压交流电网与低压直流电网的新型三相交流电力电子变压器拓扑结构。本发明所提出的基本拓扑结构能够实现对DC/DC变换单元中的任意故障变换器的自切除，无需采用直流旁路接触器。在基本拓扑结构的基础上，可以通过共用均压变换器和级联型隔离式DC/DC变换器的半桥桥臂、任意减少但至少保留一组DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器，从而减少中/高频变压器和低压开关器件的数量，进而降低交流电力电子变压器的体积、重量和成本。

Description

一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构
技术领域
本发明涉及一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构，适用于互联中/高压交流电网与低压直流电网，也适用于高速动车组的牵引传动系统。
背景技术
电力电子变压器是一种具备高频链路环节、能够实现变压变流与电气隔离的电能变换装置，在动车组的牵引传动系统、交直流互联电力系统中具有广泛的应用前景。根据电力电子变压器的输入、输出电压制式，大体可将其分为两类：1、直流电力电子变压器，其输入、输出电压均为直流；2、交流电力电子变压器，其输入电压为交流，输出电压为直流。
直流电力电子变压器可应用于高速动车组辅助供电系统、双源动车组动力电池充电机、中/高压多端直流电网的互联网关装置、中/高压直流电网与低压直流电网的互联变换装置。发明专利“一种具有故障自切除能力的新型直流电力电子变压器拓扑”提出一种模块化程度高、具备故障自切除能力、可大幅减少中/高频变压器和开关器件数量的新型直流电力电子变压器电路拓扑结构。基于所提出的这种电路结构，直流电力电子变压器的可靠性将得到大幅地提高，其成本、体积、重量也将得到大幅地降低。然而，所提出的这种电路结构无法直接应用于交流电力电子变压器。因为交流电力电子变压器通常不具有中/高压直流中间变换环节。
交流电力电子变压器可应用于高速动车组牵引传动系统、中/高压交流电网与低压直流电网的互联变换装置。其中，应用于高速动车组牵引传动系统的交流电力电子变压器也被称为电力电子牵引变压器，旨在替代现有高速动车组牵引传动系统上的工频牵引变压器和四象限整流器。为了提高电力电子牵引变压器装置的功率密度、并降低其制造成本，发明专利“一种新型电力电子牵引变压器拓扑结构及其控制方法”提出了一种新型的电力电子牵引变压器电路拓扑结构。所提出的这种电路结构中，电力电子牵引变压器由若干个模块组成，每个模块由AC/DC变换单元和DC/DC变换单元两部分组成。AC/DC变换单元基于高压开关器件(如6.5kV Si IGBT、15kV SiC IGBT)，采用H桥电路结构；DC/DC变换单元基于低压开关器件(如1.2kV Si IGBT、1.7kV Si IGBT、1.7kV SiC MOSFET)，采用多个DC/DC变换器输入串联-输出串联的电路结构。相比于现有的电力电子牵引变压器电路结构，所提出的这种电路结构可大幅降低装置的体积、重量和成本。然而，这种电路结构存在以下几个问题：1、中/高频变压器和低压开关器件的数量较多；2、由于每个中/高频变压器都需按照同等的高压绝缘等级进行设计，高压绝缘限制了中/高频变压器体积的进一步减小，在这种情况下，中/高频变压器数量较多，不利于电力电子牵引变压器整机体积的进一步降低；3、DC/DC变换单元由多个DC/DC变换器输入串联-输出串联而成，任意DC/DC变换器故障时，该故障变换器难以被有效隔离，DC/DC变换单元的可靠性不高。
为了有效解决上述问题，本发明专利结合发明专利“一种具有故障自切除能力的新型直流电力电子变压器拓扑”，提出一种应用于高速动车组牵引传动系统的新型单相交流电力电子变压器电路拓扑结构。在此基础上，针对互联中/高压交流电网与低压直流电网的应用场合，又提出一种新型的三相交流电力电子变压器电路拓扑结构。
发明内容
本发明的目的在于提高交流电力电子变压器装置的功率密度和可靠性、并降低其制造成本，提出了一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构。
交流电力电子变压器所适用的场合主要有两种。场合一：应用于高速动车组牵引传动系统的单相交流电力电子变压器，也即电力电子牵引变压器；场合二：互联中/高压交流电网与低压直流电网的三相交流电力电子变压器。针对上述两种主要应用场合，本发明分别提出了相应的基本拓扑结构及其优化拓扑结构。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构，应用于高速动车组牵引传动系统，包括：n个AC/DC变换单元和n个DC/DC变换单元；其中n个AC/DC变换单元的交流输入侧aj、bj依次串联，第j个AC/DC变换单元与第j个DC/DC变换单元共用直流母线pj、qj，n个DC/DC变换单元的直流输出侧cj、dj依次并联；
所述DC/DC变换单元包括：输入侧非隔离式均压变换器、级联型隔离式DC/DC变换器和输出侧非隔离式均压变换器；
所述输入侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线pj、qj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lpsj和谐振电容Cpsj串联而成的谐振支路；
所述级联型隔离式DC/DC变换器的输入侧与对应的AC/DC变换单元的输出直流母线pj、qj相连，输出侧与直流母线cj、dj相连；
所述级联型隔离式DC/DC变换器包括：k个双向隔离式DC/DC变换器，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧串联连接，输出侧串联连接，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧由输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj自上而下依次串联，k个双向隔离式DC/DC变换器的输出侧由输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj自上而下依次串联；
所述输出侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线cj、dj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lqsj和谐振电容Cqsj串联而成的谐振支路；
所述输入侧非隔离式均压变换器保证各输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj在不同工况下的电压平衡；所述输出侧非隔离式均压变换器保证各输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj在不同工况下的电压平衡；其中s＝1,2,…,k-1，j＝1,2,…,n；
所述AC/DC变换单元采用高压开关器件，均采用H桥电路结构；所述DC/DC变换单元采用低压开关器件。
在上述技术方案的基础上，为了减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将每个DC/DC变换单元中的输入侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用一个原边半桥桥臂、输出侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用一个副边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器、所述输出侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同，并且，每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
在上述技术方案的基础上，为了减少DC/DC变换单元中的中/高频变压器和低压开关器件的数量，根据设计需求，任意减少DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器的数量，但每个DC/DC变换单元至少保留1个双向隔离式DC/DC变换器；为了进一步减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将输入侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂、输出侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用副边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器、所述输出侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同；所述每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
在上述技术方案的基础上，所述n个AC/DC变换单元采用相同的控制量，使得n个AC/DC变换单元的直流输出侧或n个DC/DC变换单元的直流输入侧pj、qj等效地依次串联(即q1点、p2点的电位近似相等，q2点、p3点的电位近似相等，……，qj点、pj+1点的电位近似相等，……，qn-1点、pn点的电位近似相等)，进而使n个DC/DC变换单元等效地输入串联、输出并联；通过控制，使得n个DC/DC变换单元的直流输入电压平衡，确保交流电力电子变压器在不同工况下的电压电流平衡。
在上述技术方案的基础上，在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器和输出侧非隔离式均压变换器处于正常运行状态，维持DC/DC变换单元中各输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj的电压平衡以及各输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj的电压平衡；
在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器和输出侧非隔离式均压变换器处于停机运行状态，通过控制所述级联型隔离式DC/DC变换器实现DC/DC变换单元中各输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj的电压平衡、以及各输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj的电压平衡；
当所述级联型隔离式DC/DC变换器的任意一个双向隔离式DC/DC变换器发生故障或将要发生故障时，启动所述输入侧非隔离式均压变换器和所述输出侧非隔离式均压变换器，再封锁发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的驱动脉冲，从而实现对发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的自动切除。
在上述技术方案的基础上，所述双向隔离式DC/DC变换器为任何形式的隔离式DC/DC变换器。
在上述技术方案的基础上，所述双向隔离式DC/DC变换器为全桥LLC谐振型DC/DC变换器或双有源桥式DC/DC变换器，采用全桥或半桥结构。
一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构，应用于互联三相中/高压交流电网与低压直流电网，包括：三组单相交流电力电子变压器；
所述单相交流电力电子变压器与三相中/高压交流电的A相、B相或C相相连，以及与三相中/高压交流电的中性点NAC连接，所述三组单相交流电力电子变压器的直流输出侧并联连接；
所述单相交流电力电子变压器包括：n个AC/DC变换单元和n个DC/DC变换单元；其中n个AC/DC变换单元的交流输入侧alj、blj依次串联；第j个AC/DC变换单元与第j个DC/DC变换单元共用直流母线plj、qlj；n个DC/DC变换单元的直流输出侧依次并联；
所述DC/DC变换单元包括：输入侧非隔离式均压变换器和级联型隔离式DC/DC变换器；
所述输入侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线plj、qlj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lpslj和谐振电容Cpslj串联而成的谐振支路；
所述级联型隔离式DC/DC变换器的输入侧与对应的AC/DC变换单元的输出直流母线plj、qlj相连，输出侧与直流母线clj、dlj相连；
所述级联型隔离式DC/DC变换器包括k个双向隔离式DC/DC变换器，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧串联连接，输出侧并联连接，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧由输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj自上而下依次串联，k个双向隔离式DC/DC变换器的输出侧由输出直流支撑电容Co1lj、Co2lj、……、Coklj依次并联；
所述输入侧非隔离式均压变换器保证各输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj在不同工况下的电压平衡；其中l＝A,B,C，s＝1,2,…,k-1，j＝1,2,…,n；
所述AC/DC变换单元采用高压开关器件，均采用H桥电路结构；所述DC/DC变换单元采用低压开关器件。
在上述技术方案的基础上，为了减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将每个DC/DC变换单元中的输入侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同；并且每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
在上述技术方案的基础上，为了减少DC/DC变换单元中的中/高频变压器和低压开关器件的数量，根据设计需求，任意减少DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器的数量，但每个DC/DC变换单元至少保留1个双向隔离式DC/DC变换器；为了进一步减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将输入侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同；并且每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
在上述技术方案的基础上，所述任意一个单相交流电力电子变压器的n个AC/DC变换单元采用相同的控制量，使得n个AC/DC变换单元的直流输出侧或n个DC/DC变换单元的直流输入侧plj、qlj等效地依次串联(即ql1点、pl2点的电位近似相等，ql2点、pl3点的电位近似相等，……，qlj点、pl(j+1)点的电位近似相等，……，ql(n-1)点、pln点的电位近似相等)，进而使n个DC/DC变换单元等效地输入串联、输出并联，通过控制，使得n个DC/DC变换单元的直流输入电压平衡，进而确保交流电力电子变压器在不同工况下的电压电流平衡。
在上述技术方案的基础上，在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器处于正常运行状态时，维持各输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj的电压平衡；
在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器处于停机运行状态，通过控制所述级联型隔离式DC/DC变换器实现DC/DC变换单元中各输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj的电压平衡；
当所述级联型隔离式DC/DC变换器的任意一个双向隔离式DC/DC变换器发生故障或将要发生故障时，启动所述输入侧非隔离式均压变换器，再封锁发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的驱动脉冲，从而实现对发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的自动切除。
在上述技术方案的基础上，所述双向隔离式DC/DC变换器为任何形式的隔离式DC/DC变换器。
在上述技术方案的基础上，所述双向隔离式DC/DC变换器为全桥LLC谐振型DC/DC变换器或双有源桥式DC/DC变换器，采用全桥或半桥结构。
本发明的有益效果如下：
1、所提出的交流电力电子变压器电路拓扑结构能够实现对DC/DC变换单元中故障的双向隔离式DC/DC变换器的自切除，无需采用直流旁路接触器；2、所提出的交流电力电子变压器电路拓扑结构可以实现DC/DC变换单元的软开关，提高交流电力电子变压器电路整机的电能变换效率；3、所提出的交流电力电子变压器电路拓扑结构可以减少中/高频变压器和低压开关器件的数量，降低制造成本，并从整机的角度，减小中/高频变压器高压绝缘所占用的体积，从而有利于整机功率密度的提高；4、所提出的交流电力电子变压器电路拓扑结构可以应用于高速动车组牵引传动系统，也可应用于互联中/高压交流电网与低压直流电网。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是应用于场合一的电力电子牵引变压器拓扑结构示意图；
图2(a)-2(d)是应用于场合一的电力电子牵引变压器中DC/DC变换单元的4种拓扑结构示例图；
图3是应用于场合二的三相交流电力电子变压器的拓扑结构示意图；
图4(a)-4(d)是应用于场合二的三相交流电力电子变压器中DC/DC变换单元的4种拓扑结构示例图；
图5(a)是推荐的应用于双向隔离式DC/DC变换器的全桥LLC谐振型DC/DC变换器；
图5(b)是推荐的应用于双向隔离式DC/DC变换器的双有源桥式DC/DC变换器。
附图标记：1接触网，2受电弓，3真空断路器，4预充电装置，5单相滤波电感，6车轮，7钢轨，8三相滤波电感。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
下面结合附图1-5，对新型交流电力电子变压器拓扑结构做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1是应用于场合一的电力电子牵引变压器拓扑结构示意图。电力电子牵引变压器由n个AC/DC变换单元和n个DC/DC变换单元组成。其中，n个AC/DC变换单元的交流输入侧aj、bj依次串联，n个DC/DC变换单元的直流输出侧cj、dj依次并联。第j个AC/DC变换单元与第j个DC/DC变换单元共用直流母线pj、qj,其中j＝1,2,…,n。
如图1所示，电力电子牵引变压器中第1个AC/DC变换单元的交流输入端a1通过单相滤波电感5、预充电装置4、真空断路器3和受电弓2与接触网1连接；电力电子牵引变压器中第n个AC/DC变换单元的交流输入端bn与车轮6连接，车轮6与钢轨7接触。
图2(a)是应用于场合一的电力电子牵引变压器中DC/DC变换单元的第一种拓扑结构示例图。每个AC/DC变换单元均采用H桥电路结构，每个DC/DC变换单元由三部分组成，包括输入侧非隔离式均压变换器、级联型隔离式DC/DC变换器和输出侧非隔离式均压变换器。每个级联型隔离式DC/DC变换器的输入侧与对应的AC/DC变换单元输出直流母线pj、qj相连，其输出侧与直流母线cj、dj相连。每个级联型隔离式DC/DC变换器由k个双向隔离式DC/DC变换器输入串联-输出串联而成，即输入侧直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj自上而下依次串联，输出侧直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj自上而下依次串联。每个DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线pj、qj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lpsj和谐振电容Cpsj串联而成的谐振支路，其中s＝1,2,…,k-1，j＝1,2,…,n。每个DC/DC变换单元的输出侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线cj、dj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lqsj和谐振电容Cqsj串联而成的谐振支路，其中s＝1,2,…,k-1，j＝1,2,…,n。
在图2(a)的基础上，可让每个DC/DC变换单元中的输入侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂、输出侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用副边半桥桥臂，具体如图2(b)所示。与图2(a)相比，在图2(b)中，每个DC/DC变换单元中的低压开关器件数量减少了4k个，电力电子牵引变压器整机的低压开关器件数量减少了4kn个。
在图2(a)的基础上，可任意减少DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器的数量，但每个DC/DC变换单元至少应保留1个双向隔离式DC/DC变换器。图2(c)以保留第1个双向隔离式DC/DC变换器为例。与图2(a)相比，在图2(c)中，每个DC/DC变换单元中的中/高频变压器数量减少了(k-1)个、低压开关器件数量减少了8(k-1)个，电力电子牵引变压器整机的中/高频变压器数量减少了(k-1)n个、低压开关器件数量减少了8(k-1)n个。与发明专利“一种新型电力电子牵引变压器拓扑结构及其控制方法”相比，在图2(c)中，每个DC/DC变换单元中的中/高频变压器数量减少了(k-1)个、低压开关器件数量减少了4(k-1)个，电力电子牵引变压器整机的中/高频变压器数量减少了(k-1)n个、低压开关器件数量减少了4(k-1)n个。
结合图2(b)，在图2(c)的基础上，可让每个DC/DC变换单元中的输入侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂、输出侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用副边半桥桥臂。图2(d)以保留第1个双向隔离式DC/DC变换器为例。与图2(a)相比，在图2(d)中，每个DC/DC变换单元中的中/高频变压器数量减少了(k-1)个、低压开关器件数量减少了(8k-4)个，电力电子牵引变压器整机的中/高频变压器数量减少了(k-1)n个、低压开关器件数量减少了(8k-4)n个。与发明专利“一种新型电力电子牵引变压器拓扑结构及其控制方法”相比，在图2(d)中，每个DC/DC变换单元中的中/高频变压器数量减少了(k-1)个、低压开关器件数量减少了4k个，电力电子牵引变压器整机的中/高频变压器数量减少了(k-1)n个、低压开关器件数量减少了4kn个。
图3是应用于场合二的三相交流电力电子变压器的拓扑结构示意图。三相交流电力电子变压器由三组单相交流电力电子变压器组成。每个单相交流电力电子变压器的交流输入侧与三相中/高压交流电的A相(或B相或C相)和中性点NAC相连，如图3所示，三相中/高压交流电的A相通过三相滤波电感8与单相交流电力电子变压器的aA1端连接，三相中/高压交流电的B相通过三相滤波电感8与单相交流电力电子变压器的aB1端连接，三相中/高压交流电的C相通过三相滤波电感8与单相交流电力电子变压器的aC1端连接。
三组单相交流电力电子变压器的直流输出侧并联。每个单相交流电力电子变压器由n个AC/DC变换单元和n个DC/DC变换单元组成。其中，n个AC/DC变换单元的交流输入侧alj、blj依次串联，n个DC/DC变换单元的直流输出侧clj、dlj依次并联。第j个AC/DC变换单元与第j个DC/DC变换单元共用直流母线plj、qlj，其中l＝A,B,C，j＝1,2,…,n。
图4(a)是应用于场合二的三相交流电力电子变压器中DC/DC变换单元的第一种拓扑结构示例图。每个AC/DC变换单元均采用H桥电路结构，每个DC/DC变换单元均由输入侧非隔离式均压变换器、级联型隔离式DC/DC变换器两部分组成。每个级联型隔离式DC/DC变换器的输入侧与对应的AC/DC变换单元输出直流母线plj、qlj相连，其输出侧与直流母线clj、dlj相连。每个级联型隔离式DC/DC变换器均由k个双向隔离式DC/DC变换器输入串联-输出并联而成，即输入侧直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj自上而下依次串联，输出侧直流支撑电容Co1lj、Co2lj、……、Coklj依次并联。每个输入侧非隔离式均压变换器均由k个半桥串联连接于直流母线plj、qlj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lpslj和谐振电容Cpslj，串联而成的谐振支路，其中s＝1,2,…,k-1，l＝A,B,C，j＝1,2,…,n。
在图4(a)的基础上，可让输入侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂，具体如图4(b)所示。与图4(a)相比，在图4(b)中，每个DC/DC变换单元中的低压开关器件数量减少了2k个，三相交流电力电子变压器整机的低压开关器件数量减少了6kn个。
在图4(a)的基础上，可任意减少DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器的数量，但每个DC/DC变换单元至少应保留1个双向隔离式DC/DC变换器。图4(c)以保留第1个双向隔离式DC/DC变换器为例。与图4(a)相比，在图4(c)中，每个DC/DC变换单元中的中/高频变压器数量减少了(k-1)个、低压开关器件数量减少了8(k-1)个，三相交流电力电子变压器整机的中/高频变压器数量减少了3(k-1)n个、低压开关器件数量减少了24(k-1)n个。
结合图4(b)，在图4(c)的基础上，可让输入侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂。图4(d)以保留第1个双向隔离式DC/DC变换器为例。与图4(a)相比，在图4(d)中，每个DC/DC变换单元中的中/高频变压器数量减少了(k-1)个、低压开关器件数量减少了(8k-6)个，三相交流电力电子变压器整机的中/高频变压器数量减少了3(k-1)n个、低压开关器件数量减少了(24k-18)n个。
图5(a)是推荐的应用于双向隔离式DC/DC变换器的全桥LLC谐振型DC/DC变换器；图5(b)是推荐的应用于双向隔离式DC/DC变换器的双有源桥式DC/DC变换器。需要指出，双向隔离式DC/DC变换器的结构选择不局限于上述两种变换器，全桥型或半桥型结构的双向隔离式DC/DC变换器均可应用于本发明交流电力电子变压器中的双向隔离式DC/DC变换器。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
本说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构，应用于高速动车组牵引传动系统，其特征在于，包括：n个AC/DC变换单元和n个DC/DC变换单元；其中n个AC/DC变换单元的交流输入侧aj、bj依次串联，第j个AC/DC变换单元与第j个DC/DC变换单元共用直流母线pj、qj，n个DC/DC变换单元的直流输出侧cj、dj依次并联；
所述DC/DC变换单元包括：输入侧非隔离式均压变换器、级联型隔离式DC/DC变换器和输出侧非隔离式均压变换器；
所述输入侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线pj、qj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lpsj和谐振电容Cpsj串联而成的谐振支路；
所述级联型隔离式DC/DC变换器的输入侧与对应的AC/DC变换单元的输出直流母线pj、qj相连，输出侧与直流母线cj、dj相连；
所述级联型隔离式DC/DC变换器包括：k个双向隔离式DC/DC变换器，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧串联连接，输出侧串联连接，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧由输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj自上而下依次串联，k个双向隔离式DC/DC变换器的输出侧由输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj自上而下依次串联；
所述输出侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线cj、dj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lqsj和谐振电容Cqsj串联而成的谐振支路；
所述输入侧非隔离式均压变换器保证各输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj在不同工况下的电压平衡；所述输出侧非隔离式均压变换器保证各输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj在不同工况下的电压平衡；其中s＝1,2,…,k-1，j＝1,2,…,n；
所述AC/DC变换单元采用高压开关器件，均采用H桥电路结构；所述DC/DC变换单元采用低压开关器件；
所述n个AC/DC变换单元采用相同的控制量，使得n个AC/DC变换单元的直流输出侧或n个DC/DC变换单元的直流输入侧pj、qj等效地依次串联，进而使n个DC/DC变换单元等效地输入串联、输出并联；通过控制，使得n个DC/DC变换单元的直流输入电压平衡，确保交流电力电子变压器在不同工况下的电压电流平衡；
在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器和输出侧非隔离式均压变换器处于正常运行状态，维持DC/DC变换单元中各输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj的电压平衡以及各输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj的电压平衡；
在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器和输出侧非隔离式均压变换器处于停机运行状态，通过控制所述级联型隔离式DC/DC变换器实现DC/DC变换单元中各输入直流支撑电容Cin1j、Cin2j、……、Cinkj的电压平衡、以及各输出直流支撑电容Co1j、Co2j、……、Cokj的电压平衡；
当所述级联型隔离式DC/DC变换器的任意一个双向隔离式DC/DC变换器发生故障或将要发生故障时，启动所述输入侧非隔离式均压变换器和所述输出侧非隔离式均压变换器，再封锁发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的驱动脉冲，从而实现对发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的自动切除。
2.如权利要求1所述的新型的交流电力电子变压器拓扑结构，其特征在于，为了减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将每个DC/DC变换单元中的输入侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用一个原边半桥桥臂、输出侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用一个副边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器、所述输出侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同，并且，每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
3.如权利要求1所述的新型的交流电力电子变压器拓扑结构，其特征在于，为了减少DC/DC变换单元中的中/高频变压器和低压开关器件的数量，根据设计需求，任意减少DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器的数量，但每个DC/DC变换单元至少保留1个双向隔离式DC/DC变换器；为了进一步减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将输入侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂、输出侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用副边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器、所述输出侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同；并且每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
4.一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构，应用于互联三相中/高压交流电网与低压直流电网，其特征在于，包括：三组单相交流电力电子变压器；
所述单相交流电力电子变压器与三相中/高压交流电的A相、B相或C相相连，以及与三相中/高压交流电的中性点NAC连接，所述三组单相交流电力电子变压器的直流输出侧并联连接；
所述单相交流电力电子变压器包括：n个AC/DC变换单元和n个DC/DC变换单元；其中n个AC/DC变换单元的交流输入侧alj、blj依次串联；第j个AC/DC变换单元与第j个DC/DC变换单元共用直流母线plj、qlj；n个DC/DC变换单元的直流输出侧依次并联；
所述DC/DC变换单元包括：输入侧非隔离式均压变换器和级联型隔离式DC/DC变换器；
所述输入侧非隔离式均压变换器由k个半桥串联连接于直流母线plj、qlj之间，其相邻半桥的桥臂中点间连接有由谐振电感Lpslj和谐振电容Cpslj串联而成的谐振支路；
所述级联型隔离式DC/DC变换器的输入侧与对应的AC/DC变换单元的输出直流母线plj、qlj相连，输出侧与直流母线clj、dlj相连；
所述级联型隔离式DC/DC变换器包括k个双向隔离式DC/DC变换器，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧串联连接，输出侧并联连接，k个双向隔离式DC/DC变换器的输入侧由输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj自上而下依次串联，k个双向隔离式DC/DC变换器的输出侧由输出直流支撑电容Co1lj、Co2lj、……、Coklj依次并联；
所述输入侧非隔离式均压变换器保证各输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj在不同工况下的电压平衡；其中l＝A,B,C，s＝1,2,…,k-1，j＝1,2,…,n；
所述AC/DC变换单元采用高压开关器件，均采用H桥电路结构；所述DC/DC变换单元采用低压开关器件；
所述任意一个单相交流电力电子变压器的n个AC/DC变换单元采用相同的控制量，使得n个AC/DC变换单元的直流输出侧或n个DC/DC变换单元的直流输入侧plj、qlj等效地依次串联，进而使n个DC/DC变换单元等效地输入串联、输出并联，通过控制，使得n个DC/DC变换单元的直流输入电压平衡，进而确保交流电力电子变压器在不同工况下的电压电流平衡；
在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器处于正常运行状态时，维持各输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj的电压平衡；
在非故障运行工况中，所述DC/DC变换单元的输入侧非隔离式均压变换器处于停机运行状态，通过控制所述级联型隔离式DC/DC变换器实现DC/DC变换单元中各输入直流支撑电容Cin1lj、Cin2lj、……、Cinklj的电压平衡；
当所述级联型隔离式DC/DC变换器的任意一个双向隔离式DC/DC变换器发生故障或将要发生故障时，启动所述输入侧非隔离式均压变换器，再封锁发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的驱动脉冲，从而实现对发生故障的双向隔离式DC/DC变换器的自动切除。
5.如权利要求4所述的新型的交流电力电子变压器拓扑结构，其特征在于，为了减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将每个DC/DC变换单元中的输入侧非隔离式均压变换器与级联型隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同；并且每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
6.如权利要求4所述的新型的 交流电力电子变压器拓扑结构，其特征在于，为了减少DC/DC变换单元中的中/高频变压器和低压开关器件的数量，根据设计需求，任意减少DC/DC变换单元中的双向隔离式DC/DC变换器的数量，但每个DC/DC变换单元至少保留1个双向隔离式DC/DC变换器；为了进一步减少DC/DC变换单元中的低压开关器件数量，将输入侧非隔离式均压变换器与剩余的双向隔离式DC/DC变换器共用原边半桥桥臂；所述输入侧非隔离式均压变换器的开关频率与所述级联型隔离式DC/DC变换器相同；并且每个共用的半桥桥臂的上下开关管驱动脉冲为50％占空比的互补方波脉冲。
CN201710810087.2A 2017-09-11 2017-09-11 一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构 Active CN107769239B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710810087.2A CN107769239B (zh) 2017-09-11 2017-09-11 一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710810087.2A CN107769239B (zh) 2017-09-11 2017-09-11 一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107769239A CN107769239A (zh) 2018-03-06
CN107769239B true CN107769239B (zh) 2020-07-14

Family

ID=61266032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710810087.2A Active CN107769239B (zh) 2017-09-11 2017-09-11 一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107769239B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110768521A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 株洲中车时代电气股份有限公司 双向高频辅助变流系统
CN109256951B (zh) * 2018-09-29 2020-07-28 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流电压变换装置及其控制方法
CN109256764A (zh) * 2018-11-23 2019-01-22 西南交通大学 一种适用于中压直流牵引供电的车载网侧变流器
CN109617433A (zh) * 2018-12-14 2019-04-12 北京交通大学 中、高压直流输入辅助供电电源拓扑
CN113924724A (zh) * 2020-04-30 2022-01-11 华为数字能源技术有限公司 一种电力电子变压器及供电系统
CN112072639B (zh) 2020-08-11 2022-04-08 东南大学 模块共用的电网柔性合环控制器拓扑
CN112532062B (zh) * 2020-10-23 2022-01-14 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 级联型直流变压器及其控制方法
CN112542865B (zh) * 2020-10-28 2024-01-02 华为数字能源技术有限公司 一种电源系统、电力电子电路及电池模块
CN113381429B (zh) * 2021-06-04 2022-05-20 西南交通大学 一种轨道交通柔性供电装置及协调控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2590268Y (zh) * 2002-12-12 2003-12-03 华中科技大学 电力电子变压器
CN100346562C (zh) * 2004-01-19 2007-10-31 南京航空航天大学 变压器箝位零电压开关三电平全桥变换器及其扩展电路
CN102769377B (zh) * 2012-07-10 2014-07-16 浙江大学 一种基于移相控制的非隔离型变流拓扑结构及其应用
CN106533191B (zh) * 2016-11-04 2018-09-28 北京交通大学 一种电力电子牵引变压器拓扑结构及其控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于LCL前端滤波的电力电子变压器控制策略研究;林奕群;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》;20170715;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107769239A (zh) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107769239B (zh) 一种新型的交流电力电子变压器拓扑结构
Paez et al. Overview of DC–DC converters dedicated to HVdc grids
CN107634655B (zh) 一种具有故障自切除能力的直流电力电子变压器拓扑
CN102460933B (zh) 变换器
CN102859861A (zh) 可配置的混合转换器电路
CN101856979B (zh) 一种电气化铁路同相供电装置
CN103026603A (zh) 用于hvdc传输和无功功率补偿的转换器
CN109617044B (zh) 一种基于v/v接线的电气化铁路同相供电系统
CN103430422A (zh) 转换飞机高压电网和储能部件之间电压的模块
CN102983577A (zh) 一种采用模块化多电平换流器结构的可转换式静止补偿器
CN105191110A (zh) 包括链环式变换器的电压源型变换器
CN109194130A (zh) 一种单向直流电压变换装置和系统及其控制方法
TW201627575A (zh) 風力發電系統
CN209448659U (zh) 一种多直流端口换流器
CN102904420A (zh) 多端口变流器
CN109347099B (zh) 一种电气化铁路同相供电系统
CN111541370B (zh) 用于真伪双极互联的柔性直流输电dc/dc变换器
CN113726136B (zh) 变换装置
CN103441676A (zh) 一种模块化的高压直流-直流变换装置
CN112952845A (zh) 一种含有变压器隔离的低频输电系统及其控制方法
CN113364306A (zh) 一种两相-单相交直交级联变换器系统
CN110789360B (zh) 基于模块化多电平变流器的多流制牵引传动系统及方法
CN107839525A (zh) 一种10kv输入多路整流斩波一体化充电站
CN108819800B (zh) 多流制电力机车的网侧变流装置的处理方法及装置
CN108173447B (zh) 配网级高频隔离型柔性直流换流器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant