[發(fā)明專利]一種利用振蕩電流關(guān)斷的由晶閘管組成的多相方波逆變器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110205951.9
• 申請(qǐng)日: 2011-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN102263522A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡卓劍;汪槱生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蔡卓劍;汪槱生
• 主分類號(hào): H02M7/48
• 分類號(hào): H02M7/48;H02M7/515
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電工一級(jí)學(xué)科，電力電子技術(shù)二級(jí)學(xué)科領(lǐng)域。特別是一種利用振蕩電流關(guān)斷的由晶閘管組成的多相方波逆變器，用于異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。

技術(shù)背景

目前在直流變交流的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，廣泛采用的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速用的逆變器大多是由全控器件(IGBT、IGCT等)組成的三相正弦波逆變器。為了產(chǎn)生正弦波必需采用高頻化的PWM技術(shù)(脈沖寬度調(diào)制技術(shù))。為了解決中、高壓變頻調(diào)速還要采用多電平技術(shù)或羅賓康變壓器。所有這些造成逆變器成本高、體積大、損耗大、線路復(fù)雜、電動(dòng)機(jī)的絕緣承受較高的dV/dt值等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服上述現(xiàn)有逆變器的缺點(diǎn)，提供提出了一種利用振蕩電流關(guān)斷的由晶閘管組成的多相方波逆變器。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種利用振蕩電流關(guān)斷的由晶閘管組成的多相方波逆變器，包括由單相全橋組成的逆變器；所述多相方波逆變器是n級(jí)各自獨(dú)立的逆變器，每級(jí)逆變器均由m個(gè)單相全橋組成，m、n為≥1的整數(shù)；每級(jí)逆變器的輸入端接了第一電感(L₁)、第二電感(L₂)、第一電容(C₁)、第一晶閘管(Th₁)組成的T形電路；第一電容(C₁)和第一晶閘管(Th₁)串聯(lián)的兩端還接了第二電容(C₂)和第二晶閘管(Th₂)組成的串聯(lián)電路，第二晶閘管(Th2)兩端反并聯(lián)二極管(D2)。

作為一種改進(jìn)，所述的m個(gè)單相全橋中的每個(gè)單相全橋均包含四個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由晶閘管和反并二極管組成。

作為一種改進(jìn)，所述n級(jí)各自獨(dú)立的逆變器由斬波器調(diào)壓的直流電源供電。

作為一種改進(jìn)，所述第二電容(C₂)的正極與供電給逆變器的直流電源的正極之間接了一個(gè)用于能量反饋的二極管。

本發(fā)明還提供了一種利用振蕩電流關(guān)斷的由晶閘管組成的多相方波逆變器，包括由半橋組成的逆變器；所述多相方波逆變器是n級(jí)各自獨(dú)立的逆變器，每級(jí)逆變器均由m個(gè)半橋組成，m、n為≥1的整數(shù)；逆變器供電的直流電源具有能夠提供中線電流的中線，電動(dòng)機(jī)的獨(dú)立的m相繞組接成星形接法，星形的中點(diǎn)與直流電源中線相接，n級(jí)逆變器每一級(jí)供電的m相繞組均采用此接法。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明可以克服現(xiàn)有逆變器的缺點(diǎn)，降低逆變器成本、減小體積、減少損耗、簡化線路、并可降低直流脈沖電壓的dV/dt值，從而減小電動(dòng)機(jī)的絕緣應(yīng)力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。圖中，U_d，ave＝斬波直流電源輸出的平均電壓，m、n是≥1的整數(shù)。

圖2為一種直流斬波電源供電的逆變器的電路圖，本發(fā)明中的多相方波逆變器由n級(jí)各自獨(dú)立的該組合組成。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理電路圖如圖1所示。斬波器輸出直流電壓的波形為以Ud為幅值、占空比可調(diào)的高頻脈沖波ud。將此直流電壓的+、-端輸入到由晶閘管組成的多相方波逆變器中，逆變器由n級(jí)組成。

本發(fā)明的具體實(shí)施例：

本發(fā)明中，每一級(jí)逆變器內(nèi)包含m相的可變頻的方波電壓發(fā)生器。如圖2所示。每一相為單相全橋，包含兩對(duì)上、下四個(gè)橋臂。每個(gè)橋臂由一個(gè)晶閘管和一個(gè)反并二極管組成。每個(gè)單相全橋中的兩組對(duì)角線橋臂按180°輪流工作，輸出180°的方波交流電壓。輸出電壓加到異步電動(dòng)機(jī)的一相獨(dú)立的繞組上。每級(jí)逆變器內(nèi)輸出m相方波電壓，相位依次互差360/m度。

每一級(jí)逆變器的輸入端接了L1、C1、Th1、L2組成的T形電路。其中L1、C1它們對(duì)輸入直流脈沖電壓ud形成軟化器，使直流脈沖電壓的dV/dt值減小。L1、C1它們只是起軟化作用，而不是將脈沖波基本濾平，故L1、C1、L2應(yīng)取得較小。Th1平常一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，只當(dāng)逆變器晶閘管換流時(shí)它才被關(guān)斷。輸入端與C1、Th1并聯(lián)的還接了C2、Th2的串聯(lián)電路，C2被預(yù)先充了較高電壓UC20＞C1的初始電壓UC10。