[實用新型]一種具有在線雙機熱備份功能的四橋臂電力逆變器

有效

• 申請號: 200820117751.1
• 申請日: 2008-06-16
• 公開（公告）號: CN201226498Y
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 耿加民;姚玉海;仝云峰;張宏杰;張琳琳;何民;宋興武;袁平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東安發動機(集團)有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387;H02J9/04
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 李建英

技術領域：本實用新型涉及一種具有在線雙機熱備份功能的四橋臂電力逆變器。

背景技術：一般逆變器由單一的三橋臂單元、驅動電路、保護電路以及控制器等部分組成。一般是將直流電壓逆變生成三相三線制交流輸出，沒有中性線，通過變壓器次級星型接法產生中性線，體積龐大，而且沒用冗余，一旦控制器或逆變單元出現故障，系統就會癱瘓，存在可靠性不高的問題。

發明內容：本實用新型的目的是提供一種體積小、可靠性高的具有在線雙機熱備份功能的四橋臂電力逆變器。本實用新型的技術解決方案是，逆變器由兩套元件參數相同的四橋臂逆變單元、兩個固態電子開關和兩個控制器組成，四橋臂逆變單元的直流電壓正極端子經固態電子開關與四橋臂的正極連接，四橋臂逆變單元的直流電壓負極端子直接與四橋臂的負極連接。所述的兩套四橋臂逆變單元分別由8個絕緣柵雙極型晶體管組成，兩套四橋臂逆變單元的8個絕緣柵雙極型晶體管分別與兩個控制器連接。本實用新型采用兩套元件參數相同的四橋臂逆變單元、兩個固態電子開關、兩個控制器組成，兩套控制器及四橋臂逆變單元互為主備用，兩個控制器實時通訊，相互判斷主備用控制器及主備用四橋臂逆變單元的工作狀態，當主用控制器與主用四橋臂逆變單元工作異常時，立即切換到備用控制器與備用四橋臂逆變單元。本實用新型將直流電壓逆變生成三相四線制交流輸出，具有中性線，體積小巧，而且具有在線雙機熱備份功能。

附圖說明

圖1為現有逆變器結構示意圖；

圖2為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

逆變器由兩套元件參數相同的四橋臂逆變單元1和2、兩個固態電子開關K1和K2、兩個控制器CON1和CON2組成，四橋臂逆變單元1或2的直流電壓正極端子P經固態電子開關K1或K2與四橋臂的正極連接，四橋臂逆變單元1或2的直流電壓負極端子G直接與四橋臂的負極連接。

所述的四橋臂逆變單元1和2分別由8個絕緣柵雙極型晶體管組成，四橋臂逆變單元1的八個絕緣柵雙極型晶體管與控制器CON1連接，四橋臂逆變單元2的八個絕緣柵雙極型晶體管與控制器CON2連接。

四橋臂逆變單元1的直流電壓正極端子P通過固態電子開關K1與四橋臂正極連接，四橋臂逆變單元1的直流電壓負極端子G直接與四橋臂負極連接，該四橋臂逆變單元1由八個絕緣柵雙極型晶體管T1～T8組成，由控制器CON1控制，可以相對獨立的實現直流電壓的三相四線制逆變；另一個四橋臂逆變單元2的直流電壓正極端子P通過固態電子開關K2與四橋臂正極連接，四橋臂逆變單元2的直流電壓負極端子G直接與四橋臂負極連接，該四橋臂逆變單元2由8個絕緣柵雙極型晶體管T11～T18組成，由控制器CON2控制，可以相對獨立的實現直流電壓的三相四線制逆變。由T1～T8(或T11～T18)八個絕緣柵雙極型晶體管構成四橋臂逆變單元，其功能是將直流電壓逆變生成帶中性線輸出的“三相，50Hz，220VAC(相電壓)”交流電。

主用四橋臂逆變單元1(或2)的直流電壓正極端子P通過固態電子開關K1與主用四橋臂正極連接，直流電壓負極端子G直接與主用四橋臂負極連接，第一個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T1、T5串聯構成，兩管之間引出線為中性線N，第二個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T2、T6串聯構成，第三個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T3、T7串聯構成，第四個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T4、T8串聯構成，第二、三、四橋臂的兩管之間引出線分別為三根相線；每個絕緣柵雙極型晶體管兩端并聯一個25μf電解電容。主用四橋臂逆變單元由主用控制器CON1控制，可以相對獨立的實現直流電壓的三相四線制逆變，將直流電壓逆變生成帶中性線輸出的“三相，50Hz，220VAC(相電壓)”交流電。備用四橋臂逆變單元2(或1)直流電壓正極端子P通過固態電子開關K2與備用四橋臂正極連接，直流電壓負極端子G直接與備用四橋臂負極連接，第一個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T11、T15串聯構成，兩管之間引出線為中性線N，第二個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T12、T16串聯構成，第三個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T13、T17串聯構成，第四個橋臂由絕緣柵雙極型晶體管T14、T18串聯構成，第二、三、四橋臂的兩管之間引出線分別為三根相線；每個絕緣柵雙極型晶體管兩端并聯一個25μf電解電容。備用四橋臂由備用控制器CON2控制，可以相對獨立的實現直流電壓的三相四線制逆變，將直流電壓逆變生成帶中性線輸出的“三相，50Hz，220VAC(相電壓)”交流電。控制策略采用三維空間矢量脈寬調制(3D-SVM)方案，在選擇開關模式方面具有更好的適應性，從而降低了開關頻率，具有更好的輸出波形。第一個橋臂以50％的占空比轉換，形成一個人工的中性端，第二、三、四橋臂分別用于提供50Hz，220VAC相電壓。