[發明專利]三相四線制輸出的半橋級聯型多電平逆變電路

無效

• 申請號: 201210414590.3
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102904472A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 夏守行
• 申請（專利權）人: 夏守行
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明型涉及電力電子的功率變換設備技術領域，特指一種級聯型多電平逆變結構的多電平級聯逆變的電力電子技術，具體涉及一種三相四線制輸出的多電平逆變技術的拓撲結構，可應用于三相不對稱負載。?

背景技術

由于普通三相逆變電源應用于不對稱負載時，可能會對負載造成嚴重的不良后果，目前應用于三相不對稱負載的三相四線制輸出逆變電源的電路，為克服常規三相逆變電源的缺陷，國內外學者作了許多的研究。方案一是采用兩等量電容串聯，負載中線與兩電容串聯接連點相連，這種方案缺點是電壓利用低，SPWM調制下，相電壓利用率最大只有0.5，還存在中點電位浮動問題；方案二是采用三相四橋臂，負載中線與第四橋臂中點相連，缺點是控制方案復雜；方案三是插入△/Y0三相變壓器；方案四是采用三相六橋臂，每兩個橋臂構成一相逆變，即組合式，但輸出需一個變壓器，方案三和方案四均因存在工頻變壓器，三相四線制輸出逆變電源存在重量、體積較大等問題。?

發明內容

本發明型是一種半橋級聯型三相四線制逆變電路，具有多電平逆變的一些特點，而輸入直流電源可以只有一個，電路工作時能利用自舉電路自動生成級聯電源，提供半橋級聯逆變電路的電源，從而大大提高了電壓利用率，通過適當接線，可直接實現三相四線制逆變輸出，可應用于三相不對稱負載，省去了輸出的工頻變壓器。?

為實現上述目的，本發明型采用如下技術方案，一種利用自舉電路生成級聯電源的多電平逆變電路，所述的每相逆變電路由N個半橋逆變電路級連而成（N=2、3、4、…。），其特征為：在每相半橋級聯逆變電路中的第一級的半橋逆變由輸入直流電源供電，其余半橋級聯逆變電路的電源均由輸入的直流電源通過自舉得到供電。?

通過采用上述方案，這種自舉生成級聯電源的三相四線制多電平逆變電路，通過適當的控制方式，生成各級聯半橋逆變的供電電源的直流成分電壓值基本與第一級的輸入直流電源電壓值基本相等。那么通過適當的中線聯接方式，即可省去輸出的工頻變壓器，從而大大降低了整機重量，也減小了體積和成本及材料。?

本發明型的進一步設置是：第一種電路為每相半橋級聯逆變的下一級半橋逆變電路的輸出端，連接至上一個級聯半橋逆變電路的電源濾波電容負極，上下相鄰兩半橋級聯逆變電路的電源濾波電容正極均連接有級聯功率開關器件，當N=2時，三相負載的中線將直接連至輸入直流電源的正端，當N＞2時，三相負載的中線將通過串聯隔直流電容再連接至輸入直流的電源正端；第二種電路為每相半橋級聯逆變的下一級半橋逆變電路的輸出端，連接至上一個級聯半橋逆變電路的電源濾波電容正極，上下相鄰兩半橋級聯逆變電路的電源濾波電容負極均連接有級聯功率開關器件，當N=2時，三相負載的中線將直接連至輸入直流的電源負端，當N＞2時，三相負載的中線將通過串聯隔直流電容再連接至輸入直流的電源負端。?

通過進一步技術方案，達到的技術效果是。?

（1）各相逆變均為多級半橋級聯逆變電路，各相負載的中線連接至輸入直流電源端，從而達到三相四線制逆變輸出。?

（2）各級聯半橋電源，均可由自舉電路得到，也可以各半橋電源實行獨立供電。?

（3）當只用一個輸入直流電源時，相電壓逆變電壓利用率最大可達0.5N，N為級聯數，而線電壓利用率最大可達0.866N，大幅提高了電壓利用率，也降低了功率器件的耐壓要求。?

（4）相電壓逆變輸出電平數為N+1個。?

（5）當各半橋級聯逆變電路采用載波相移SPWM調制法時，由于這種方法能實現增頻效果，則各半橋級聯逆變電路的級聯功率開關器件頻率將大大降低，也就降低了功率器件的開關損耗。?

下面結合附圖對本發明型作進一步描述。?

附圖說明

圖1???三相四線制級聯多電平逆變基本電路之一（N=2）。?

圖2???三相四線制級聯多電平逆變基本電路之二（N=2）。?

圖3???三相四線制級聯多電平逆變基本電路之三（N＞2）。?

圖4???三相四線制級聯多電平逆變基本電路之四（N＞2）。?

具體實施方式