专利名称：一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机驱动装置领域，具体地说，特别涉及到一种适用于高压多电平的电机驱动装置。
背景技术：
多电平变换器由于输出波形畸变小、dv/dt小和系统的EMI小等特点成为当前研究的热点，而且越来越广泛的应用于大功率电机驱动和交直流电力传输等方面。但是目前的多电平变换器都存在种种缺点，尤其当输出电平数增加时，系统拓扑结构和控制复杂性显著增加，而对于飞跨电容式多电平变换器还存在电容电压不平衡的问题，这些问题都会 大大降低系统的可靠性。相对于二极管箱位型和飞跨电容型多电平变换器来说，级联型拓扑具有需要最少数量的器件、不需要大量的箝位二极管和飞跨电容、易于模块化和易于采用软开关技术等优点，较适合于电网接口，但是需要多个直流电压源。当采用不可控整流得到这些直流源，为减小对电网的谐波干扰，通常采用多绕组曲折变压器的多重化来实现。这种变压器体积庞大，成本高，设计困难。另一方面，由于其结构的限制，难以实现四象限运行。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，通过把不对称多电平变换器和三相桥式电路级联构成混合级多电平变换器，通过脉宽调制技术(PWM)输出多个电平，从而提高输出的电能质量，降低输出谐波，提高系统的可靠性。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，其特征在于，包括隔离变压器、AC/DC整流器、多电平逆变器电路、LC滤波器和驱动电机；所述隔离变压器与AC/DC整流器相连接，隔离变压器的输入端连接输入电源，AC/DC整流器的输出端输出若干独立电源，分别连接有多电平逆变器，所述多电平逆变器通过LC滤波器连接驱动电机。在本实用新型的一个实施例中，所述多电平逆变器的电路由一个二极管箝位的三电平桥式电路和三个非对称桥式电路连接而成。在本实用新型的一个实施例中，所述多电平逆变器的电路包括一个二电平三相逆变电路和三个非对称桥式电路连接而成。本实用新型的有益效果在于把不对称多电平变换器和三相桥式电路级联构成混合级多电平变换器，通过脉宽调制技术(PWM)输出多个电平，从而提高输出的电能质量，降低输出谐波，提高系统的可靠性。
图I为本实用新型所述的电机驱动装置的驱动电路图。图2为本实用新型所述的三电平桥式电路的驱动电路图。[0012]图3为本实用新型所述的混合级多电平变换器的电路图。图4为本实用新型所述的二电平三相逆变电路的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型。如图I和图2所示，本实用新型所述的一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，由AC/DC等效直流电源、混合级联型多电平逆变器、LC滤波器及驱动电机构成。电机驱动装置通过隔离变压器和AC/DC整流器得到多个独立电源，给多电平逆变器供电；多电平逆变器电路由一个二极管箝位的三电平桥式电路和三个非对称桥式电路级联而成；通过LC滤波器与驱动电机相连。在混合多电平逆变电路中，有些器件承受较高的电压，但是开关的频率低；有些器件承受较低的电压，但是开关频率高。所以可以选择不同的器件。 如图3所示，本实用新型所述的混合级联型的多电平电机驱动系统，由一个单元A0、单元Aal、单元Abl、和单元Acl级联构成。其中单元AO是一个二极管箝位的三电平桥式电路，而单元Aal、单元Abl、和单元Acl则分别是一个不对称的四电平非对称桥式电路。vaOl、vail、val2、vbll、vbl2、veil和vcl2分别是独立的直流电源,可以由隔离的变压器整流获得，或者由太阳能、风能、燃料电池、蓄电池等独立电源供电。参见表1，把级联单元输出经过组合和叠加，vAg可以输出-4E、-3E、-2E、_E、0、E、2E、3E和4E九个电平，其详细的组合如表I。同样、和vCg也可以输出九电平。当直流电源的电压比值发生变化时可以得到不同的输出电平数。如果vaOl =2E，则则vag、vbg和Veg可以为-E、0和E三个电平。如果vail = 2E，val2 = E，则Vagl可以为-3E、-E、0和2E四个电平。同样，对于单元Abl和Acl，也可以输出_3E、_E、0和2E四个电平。这样vAg、vBg和vCg可以输出-3E、-2E、-E、0、E、2E和3E七电平。
___Va^)___
4E__E__3E
3EO3E
2E-E3E
EEOO -^--^——
-E-EO
O-E
-2E-E-E
-3EE-4E
-4E I O-4E表I参见图4，二极管箝位的三电平桥式电路也可以由一个二电平的三相逆变电路替换。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。
权利要求1.一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，其特征在于，包括隔离变压器、AC/DC整流器、多电平逆变器电路、LC滤波器和驱动电机；所述隔离变压器与AC/DC整流器相连接，隔离变压器的输入端连接输入电源，AC/DC整流器的输出端输出若干独立电源，分别连接有多电平逆变器，所述多电平逆变器通过LC滤波器连接驱动电机。
2.根据权利要求I所述的一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，其特征在于，所述多电平逆变器的电路由一个二极管箝位的三电平桥式电路和三个非对称桥式电路连接而成。
3.根据权利要求I所述的一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，其特征在于，所述多电平逆变器的电路包括一个二电平三相逆变电路和三个非对称桥式电路连接而成。
专利摘要本实用新型公开了一种基于混合多电平逆变器的电机驱动装置，其特征在于，包括隔离变压器、AC/DC整流器、多电平逆变器电路、LC滤波器和驱动电机；所述隔离变压器与AC/DC整流器相连接，隔离变压器的输入端连接输入电源，AC/DC整流器的输出端输出若干独立电源，分别连接有多电平逆变器，所述多电平逆变器通过LC滤波器连接驱动电机。本实用新型的有益效果在于把不对称多电平变换器和三相桥式电路级联构成混合级多电平变换器，通过脉宽调制技术(PWM)输出多个电平，从而提高输出的电能质量，降低输出谐波，提高系统的可靠性。
文档编号H02P27/08GK202535306SQ20122019357
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者杨攀, 汤天浩, 韩金刚 申请人:上海海事大学