[發(fā)明專利]一種三相三電平逆變電路和不間斷電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410178868.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103944433B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡炎申;辛凱;石磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相三電平逆變電路和不間斷電源。

背景技術(shù)

多電平逆變器輸出信號(hào)的一般結(jié)構(gòu)是由幾個(gè)電平臺(tái)階合成階梯波以逼近正弦輸出電壓。這種逆變器由于輸出電壓電平數(shù)的增加，使得輸出波形的諧波含量減小，開(kāi)關(guān)所承受的電壓應(yīng)力減小，無(wú)需均壓電路，可避免大的dv/dt所導(dǎo)致的電機(jī)絕緣等問(wèn)題。1977年出現(xiàn)了利用開(kāi)關(guān)管來(lái)輔助中點(diǎn)箝位的三電平逆變器主電路，人們對(duì)這種電路進(jìn)行改進(jìn)后，提出了二極管箝位式逆變電路。人們還根據(jù)三電平逆變器的結(jié)構(gòu)提出了多電平逆變器的結(jié)構(gòu)。

二極管箝位式T型拓?fù)淠孀冸娐啡鐖D1所示，圖1中的開(kāi)關(guān)器件101、開(kāi)關(guān)器件102、開(kāi)關(guān)器件103和開(kāi)關(guān)器件104分別包括一個(gè)全控型功率開(kāi)關(guān)器件和一個(gè)該全控型功率開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)的二極管，電容105和電容106串聯(lián)在正直流母線DC+和負(fù)直流母線DC-之間，電容105和電容106的連接點(diǎn)為中性點(diǎn)N。開(kāi)關(guān)器件101、開(kāi)關(guān)器件102、開(kāi)關(guān)器件103和開(kāi)關(guān)器件104中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件的控制端連接調(diào)制電路。該電路控制原理如下：在調(diào)制電路接收到的信號(hào)波的正半周期，開(kāi)關(guān)器件101中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下高頻開(kāi)通關(guān)斷，開(kāi)關(guān)器件102中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下常通，開(kāi)關(guān)器件103中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下高頻開(kāi)通關(guān)斷，開(kāi)關(guān)器件104中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下常斷，其中，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件101中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通時(shí)，開(kāi)關(guān)器件103中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件101中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)器件103中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通；在調(diào)制電路接收到的信號(hào)波的負(fù)半周期，開(kāi)關(guān)器件104中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下高頻開(kāi)通關(guān)斷，開(kāi)關(guān)器件103中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下常通，開(kāi)關(guān)器件102中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下高頻開(kāi)通關(guān)斷，開(kāi)關(guān)器件101中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件在調(diào)制電路輸出的信號(hào)的控制下常斷，其中，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件104中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通時(shí)，開(kāi)關(guān)器件102中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件104中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)器件102中的全控型功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通。

采用圖1所示的T型三電平逆變拓?fù)涞娜嗳娖侥孀冸娐啡鐖D2所示，圖2中A相三電平逆變電路包括開(kāi)關(guān)器件Q1_A、開(kāi)關(guān)器件Q2_A、開(kāi)關(guān)器件Q3_A和開(kāi)關(guān)器件Q4_A，B相三電平逆變電路包括開(kāi)關(guān)器件Q1_B、開(kāi)關(guān)器件Q2_B、開(kāi)關(guān)器件Q3_B和開(kāi)關(guān)器件Q4_B，C相三電平逆變電路包括開(kāi)關(guān)器件Q1_C、開(kāi)關(guān)器件Q2_C、開(kāi)關(guān)器件Q3_C和開(kāi)關(guān)器件Q4_C，圖2所示的三相三電平逆變電路依賴于電容C1和電容C2串聯(lián)產(chǎn)生的中點(diǎn)效果,而電容串聯(lián)勢(shì)必導(dǎo)致母線等效電容容量下降,在一些對(duì)母線電容容量有要求的場(chǎng)合,比如光伏逆變器的低壓穿越,或者UPS系統(tǒng)中的保持時(shí)間,就需要在正母線DC+和負(fù)母線DC-之間并聯(lián)更多的電容以提高母線電容的容量，這會(huì)提高母線電容的成本。

綜上所述，目前的三相三電平逆變電路依賴于正母線和負(fù)母線之間串聯(lián)的電容產(chǎn)生的中點(diǎn)，而電容串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致母線電容的等效容量降低，這在一些對(duì)母線電容容量有要求的場(chǎng)合中會(huì)提高逆變電路中的母線電容的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三相三電平逆變電路和不間斷電源，用以解決目前的三相三電平逆變電路依賴于正母線和負(fù)母線之間串聯(lián)的電容產(chǎn)生的中點(diǎn)，而電容串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致等效容量降低，這在某些場(chǎng)合中會(huì)提高逆變電路中的母線電容的成本的問(wèn)題。

第一方面，提供一種三相三電平逆變電路，包括第一開(kāi)關(guān)單元、第二開(kāi)關(guān)單元、第三開(kāi)關(guān)單元、第四開(kāi)關(guān)單元、第五開(kāi)關(guān)單元、第六開(kāi)關(guān)單元、第七開(kāi)關(guān)單元、第八開(kāi)關(guān)單元、第九開(kāi)關(guān)單元和控制單元；

所述第一開(kāi)關(guān)單元與所述第四開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)在正直流母線和負(fù)直流母線之間；所述第一開(kāi)關(guān)單元與所述第四開(kāi)關(guān)單元的連接點(diǎn)的電壓為三相電中的A相的電壓；

所述第二開(kāi)關(guān)單元與所述第五開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)在正直流母線和負(fù)直流母線之間；所述第二開(kāi)關(guān)單元與所述第五開(kāi)關(guān)單元的連接點(diǎn)的電壓為三相電中的B相的電壓；

所述第三開(kāi)關(guān)單元與所述第六開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)在正直流母線和負(fù)直流母線之間；所述第三開(kāi)關(guān)單元與所述第六開(kāi)關(guān)單元的連接點(diǎn)的電壓為三相電中的C相的電壓；