三電平逆變裝置的製作方法

2023-06-03 01:30:56 1

專利名稱：三電平逆變裝置的製作方法
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，屬於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，並可以使耐壓值低的電力電子器件可靠應用於高壓大功率領域，並有效地減少脈寬調製(簡稱PWM) 控制產生的高次諧波。但是，由於公知的二極體鉗位型三電平逆變裝置的二極體數目多、電容飛跨型三電平逆變裝置控制複雜、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，且易於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採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(Cl)，電解電容(C2)，六個絕緣柵雙極電晶體(Sal、Sa2、Sa3、Sa4、 Sa5、Sa6)。直流電源(E)的正極端、電解電容(Cl)的正極端連接絕緣柵雙極電晶體(Sal) 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電晶體(Sa4) 的發射極，電解電容(Cl)的負極端與絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的發射極相連，絕緣柵雙極電晶體(Sal)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa5) 的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa3)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的發射極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa5)的發射極、絕緣柵雙極電晶體 (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電晶體(Sal、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，同時易於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。
以下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，Sal、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6為絕緣柵雙極電晶體，A為電壓輸出端。
具體實施方式

以下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(Cl)，電解電容(C2)， 六個絕緣柵雙極電晶體(Sal、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)。直流電源(E)的正極端、電解電容(Cl)的正極端連接絕緣柵雙極電晶體(Sal)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電晶體(Sa4)的發射極，電解電容(Cl)的負極端與絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的發射極相連，絕緣柵雙極電晶體(Sal)的發射極、絕緣柵雙極電晶體 (Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa3)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的發射極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa5)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。通過控制不同絕緣柵雙極電晶體(Sal、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中每個絕緣柵雙極電晶體也可以由兩個或多個絕緣柵雙極電晶體串聯實現。每個電解電容也可以由多個電解電容串聯實現或並聯實現，再或者串聯並聯混合實現。每個絕緣柵雙極電晶體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、電力電晶體、電力場效應電晶體。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，本實用新型便於擴展成為更多電平電壓的逆變裝置。
權利要求1.三電平逆變裝置，其特徵是它包括直流電源(E)，電解電容(Cl)，電解電容(C2)，絕緣柵雙極電晶體(SaUSa2,Sa3,Sa4,Sa5,Sa6)；直流電源(E)的正極端、電解電容(Cl)的正極端連接絕緣柵雙極電晶體(Sal)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電晶體(Sa4)的發射極，電解電容(Cl)的負極端與絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的發射極相連，絕緣柵雙極電晶體(Sal)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa3)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的發射極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa5) 的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。
2.根據權利1所述的三電平逆變裝置，其特徵是每個絕緣柵雙極電晶體也可以由兩個或多個絕緣柵雙極電晶體串聯實現。
3.根據權利1所述的三電平逆變裝置，其特徵是每個電解電容也可以由多個電解電容串聯實現或並聯實現，再或者串聯並聯混合實現。
4.根據權利1所述的三電平逆變裝置，其特徵是每個絕緣柵雙極電晶體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間管、門極可關斷晶間管、電力電晶體、電力場效應電晶體。
專利摘要本實用新型涉及一種三電平電壓源逆變器結構裝置，屬於電力電子逆變器的技術領域。本實用新型的三電平逆變裝置，通過以下連接方式構成直流電源(E)的正極端、電解電容(C1)的正極端連接絕緣柵雙極電晶體(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電晶體(Sa4)的發射極，電解電容(C1)的負極端與絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的發射極相連，絕緣柵雙極電晶體(Sa1)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa3)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的發射極連接絕緣柵雙極電晶體(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極電晶體(Sa5)的發射極、絕緣柵雙極電晶體(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。本實用新型的優點在於結構簡單，控制靈活，易於擴展成為更多電平電壓的逆變裝置，有很大的實用價值。
文檔編號H02M7/537GK202261072SQ201120408509
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者劉戰, 曹曉冬, 鄧慶偉 申請人:中國礦業大學