[實用新型]三電平逆變裝置

有效

• 申請號: 201120408509.1
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN202261072U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 劉戰;鄧慶偉;曹曉冬
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/537
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種三電平電壓源逆變器結構裝置，屬于電力電子逆變器的技術領域。

背景技術

近年來，隨著電力電子技術和控制技術的全面發展，電力電子裝置已經被廣泛使用，人們對電力電子裝置的大功率、耐高壓、低諧波擾動的要求越來越強烈。多電平逆變裝置具有功率大、開關頻率低、輸出諧波小、動態響應速度快、電磁兼容性好等優點，并可以使耐壓值低的電力電子器件可靠應用于高壓大功率領域，并有效地減少脈寬調制(簡稱PWM)控制產生的高次諧波。但是，由于公知的二極管鉗位型三電平逆變裝置的二極管數目多、電容飛跨型三電平逆變裝置控制復雜、H橋級聯型三電平逆變裝置需要獨立的直流源都存在固有缺點，抑制了三電平逆變裝置在實際中的推廣和使用。

發明內容

為了克服公知的三電平逆變裝置在拓撲結構上的不足，本實用新型提出了一種結構簡單，控制靈活，且易于擴展為輸出更多電平電壓的新型三電平逆變裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明的三電平逆變裝置包括直流電源(E)，電解電容(C1)，電解電容(C2)，六個絕緣柵雙極晶體管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)。直流電源(E)的正極端、電解電容(C1)的正極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa1)的集電極，直流電源(E)的負極端、電解電容(C2)的負極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的發射極，電解電容(C1)的負極端與絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的發射極相連，絕緣柵雙極晶體管(Sa1)的發射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa3)的發射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的發射極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的發射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。

通過控制六個不同的絕緣柵雙極晶體管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)的導通或關斷可以很容易實現三個電平電壓的輸出。

本實用新型的有益效果是，容易實現三個電平電壓的輸出，拓撲結構簡單、控制靈活，同時易于擴展成為輸出更多電平電壓的逆變裝置，在實際應用中存在很大價值。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的A相拓撲結構圖。

圖2是本實用新型的三相拓撲結構圖。

圖中：E為直流電源，C1、C2為電解電容，Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6為絕緣柵雙極晶體管，A為電壓輸出端。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作具體的說明。

結合圖1，本實用新型電路結構包括直流電源(E)，電解電容(C1)，電解電容(C2)，六個絕緣柵雙極晶體管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)。直流電源(E)的正極端、電解電容(C1)的正極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa1)的集電極，直流電源(E)的負極端、電解電容(C2)的負極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的發射極，電解電容(C1)的負極端與絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的發射極相連，絕緣柵雙極晶體管(Sa1)的發射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa3)的發射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的發射極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的發射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。

通過控制不同絕緣柵雙極晶體管(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)的導通與關斷可以很容易實現三個電平電壓的輸出。

具體實施時，圖1中每個絕緣柵雙極晶體管也可以由兩個或多個絕緣柵雙極晶體管串聯實現。每個電解電容也可以由多個電解電容串聯實現或并聯實現，再或者串聯并聯混合實現。每個絕緣柵雙極晶體管也可由其他全控型器件替換使用，其他全控型器件包括集成門極換流晶閘管、門極可關斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應晶體管。

圖2為本實用新型組成的逆變裝置三相拓撲結構。

本實用新型，所用電解電容數量少，無需控制中點電位的平衡，且每一相僅有兩個電解電容，電路結構簡單，控制靈活。與公知的多電平拓撲結構相比，本實用新型便于擴展成為更多電平電壓的逆變裝置。