一种采用交叠双电源供电的三相逆变器的制作方法

文档序号:11840739阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种采用交叠双电源供电的三相逆变器,它由依次连接的前级变换电路、后级逆变电路和输出滤波器(F)构成,其特征在于:后级逆变电路是四输入后级逆变电路(B2),所述四输入后级逆变电路(B2)是具有四个直流侧输入端的三相逆变电路;前级变换电路通过后级逆变电路直流侧的高电平线(P)、髙中间电平线(MP)、低中间电平线(MN)、低电平线(N)为后级逆变电路直流侧供电,后级逆变电路的三个输出端分别连接输出滤波器(F)的三个输入端;所述前级变换电路,由第一直流电源(E1)和第二直流电源(E2)供电,包括第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一前级电路(A1)、第二前级电路(A3)和第二前级电路(A4);其中:

第一直流电源(E1)与第一电容(C1)并联,第二直流电源(E2)与第二电容(C2)并联;第一直流电源(E1)的正极与第一前级电路(A1)的第一接入端、高电平线(P)连接,第一直流电源(E1)的负极与第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)连接;第二直流电源(E2)的正极与第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)连接,第二直流电源(E2)的负极与第一前级电路(A1)的第四接入端、低电平线(N)连接;

第一前级电路(A1)是将第一直流电源(E1)和第二直流电源(E2)的电能变换后经高电平线(P)和低电平线(N)输出可调电流给后级逆变电路的开关模式变换器;第一前级电路(A1)通过其第一接入端连接高电平线(P),通过其第四接入端连接低电平线(N);

第三前级电路(A3)是为高中间电平线(MP)提供可调电流的开关模式变换器;第三前级电路(A3),与高电平线(P)或/和第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)相连,高中间电平线(MP)连接第三前级电路(A3)的输出端,此外,第三前级电路(A3)还与低电平线(N)相连、或与第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)相连、或与低电平线(N)及低中间电平线(MN)相连;

第四前级电路(A4)是为低中间电平线(MN)提供可调电流的开关模式变换器;第四前级电路(A4),与低电平线(N)或/和第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)相连,低中间电平线(MN)连接第四前级电路(A4)的输出端,此外,第四前级电路(A4)还与高电平线(P)相连、或与第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)相连、或与高电平线(P)及高中间电平线(MP)相连。

2.根据权利要求1所述的采用交叠双电源供电的三相逆变器,其特征在于:第一前级电路(A1)至少提供第一电感放电通路和第二电感放电通路,或者至少提供一个双效电感充电通路;其中,第一电感放电通路是从低电平线(N)到第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)的电感放电通路,它形成从低电平线(N)到第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)的电流,使第一直流电源(E1)能通过高电平线(P)和低电平线(N)释放电能;第二电感放电通路是从第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)到高电平线(P)的电感放电通路,它形成从第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)到高电平线(P)的电流,使第二直流电源(E2)能通过高电平线(P)和低电平线(N)释放电能;双效电感充电通路是指从第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)到第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)的电感充电通路,它形成从第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)到第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)的电流,使得第一直流电源(E1)和第二直流电源(E2)能通过高电平线(P)和低电平线(N)释放电能。

3.根据权利要求2所述的采用交叠双电源供电的三相逆变器,其特征在于:第一前级电路(A1)具有第一电感放电通路、第二电感放电通路、第一电感充电通路、第二电感充电通路,第一电感充电通路和第二电感充电通路构成所述双效电感充电通路;第一前级电路(A1)的电路由第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一开关管(T1),第二开关管(T2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)组成;其中,第一电感(L1)的第一端连接第二接入端(E1n),第一电感(L1)的第二端连接第一二极管(D1)的负极、第一开关管(T1)的第二端,第一二极管(D1)的正极连接低电平线(N),第一开关管(T1)的第一端连接第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p);第二电感(L2)的第一端连接第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p),第二电感(L2)的第二端连接第二二极管(D2)的正极和第二开关管(T2)的第一端,第二二极管(D2)的负极连接高电平线(P),第二开关管(T2)的第二端连接第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n);由第一电感(L1)和第一二极管(D1)串联构成第一电感放电通路,由第二电感(L2)和第二二极管(D2)串联构成第二电感放电通路,由第一电感(L1)和第一开关管(T1)串联构成第一电感充电通路,由第二电感(L2)和第二开关管(T2)串联构成第二电感充电通路。

4.根据权利要求1所述的采用交叠双电源供电的三相逆变器,其特征在于:第三前级电路(A3)是以第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)为输入端、高中间电平线(MP)为输出端、低电平线(N)为公共端的Buck变换器,其中:第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)连接第三开关管(T3)的第一端,第三开关管(T3)的第二端连接第三电感(L3)的第一端和第三二极管(D3)的负极,第三二极管(D3)的正极接低电平线(N),第三电感(L3)的第二端接高中间电平线MP;第四前级电路(A4)是以第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)为输入端、低中间电平线(MN)为输出端、高电平线(P)为公共端的负向Buck变换器,其中:第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)连接第四开关管(T4)的第二端,第四开关管(T4)的第一端连接第四电感(L4)的第一端和第四二极管(D4)的正极,第四二极管(D4)的负极接高电平线(P),第四电感(L4)的第二端接低中间电平线(MN)。

5.根据权利要求1所述的采用交叠双电源供电的三相逆变器,其特征在于:第三前级电路(A3)是以第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)为输入端、高中间电平线(MP)为输出端、低电平线(N)为公共端的软开关模式Buck变换器;第四前级电路(A4)是以第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)为输入端、低中间电平线(MN)为输出端、高电平线(P)为公共端的软开关模式负向Buck变换器。

6.根据权利要求1所述的采用交叠双电源供电的三相逆变器,其特征在于:第三前级电路(A3)是以高电平线(P)为输入端、高中间电平线(MP)为输出端、低电平线(N)为公共端的Buck变换器,其中:高电平线(P)连接第五开关管(T5)的第一端,第五开关管(T5)的第二端连接第五电感(L5)的第一端和第五二极管(D5)的负极,第五二极管(D5)的正极接低电平线N,第五电感(L5)的第二端接高中间电平线(MP);第四前级电路(A4)是以低电平线(N)为输入端、低中间电平线(MN)为输出端、高电平线(P)为公共端的负向Buck变换器,其中:低电平线(N)连接第六开关管(T6)的第二端,第六开关管(T6)的第一端连接第六电感(L6)的第一端和第六二极管(D6)的正极,第六二极管(D6)的负极接高电平线(P),第六电感(L6)的第二端接低中间电平线(MN)。

7.根据权利要求1所述的采用交叠双电源供电的三相逆变器,其特征在于:第三前级电路(A3)是以第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)为输入端、高中间电平线(MP)为输出端、第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)为续流提供点的Buck变换器,其中:第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)连接第七开关管(T7)的第一端,第七开关管(T7)的第二端连接第七电感(L7)的第一端和第七二极管(D7)的负极,第七二极管(D7)的正极接第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n),第七电感(L7)的第二端接高中间电平线MP;第四前级电路(A4)是以第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)为输入端、低中间电平线(MN)为输出端、第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)为续流提供点的负向Buck变换器,其中:第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)连接第八开关管(T8)的第二端,第八开关管(T8)的第一端连接第八电感(L8)的第一端和第八二极管(D8)的正极,第八二极管(D8)的负极接第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p),第八电感(L8)的第二端接低中间电平线(MN)。

8.一种采用交叠双电源供电的三相逆变器,它由依次连接的前级变换电路、后级逆变电路和输出滤波器(F)构成,其特征在于:后级逆变电路是四输入后级逆变电路(B2),所述四输入后级逆变电路(B2)是具有四个直流侧输入端的三相逆变电路;前级变换电路通过后级逆变电路直流侧的高电平线(P)、髙中间电平线(MP)、低中间电平线(MN)、低电平线(N)为后级逆变电路直流侧供电,后级逆变电路的三个输出端分别连接输出滤波器(F)的三个输入端;所述前级变换电路,由第一直流电源(E1)和第二直流电源(E2)供电,包括第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一前级电路(A1)、第二前级电路(A3)和第二前级电路(A4);其中:

第一直流电源(E1)与第一电容(C1)并联,第二直流电源(E2)与第二电容(C2)并联;第一直流电源(E1)的正极与第一前级电路(A1)的第一接入端、高电平线(P)连接,第一直流电源(E1)的负极与第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)连接;第二直流电源(E2)的正极与第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)连接,第二直流电源(E2)的负极与第一前级电路(A1)的第四接入端、低电平线(N)连接;

第一前级电路(A1)是将第一直流电源(E1)和第二直流电源(E2)的电能变换后经高电平线(P)和低电平线(N)输出可调电流给后级逆变电路的开关模式变换器;第一前级电路(A1)通过其第一接入端连接高电平线(P),通过其第四接入端连接低电平线(N);

第三前级电路(A3)是为高中间电平线(MP)提供可调电流的开关模式变换器;第三前级电路(A3),与高电平线(P)或/和第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)相连,高中间电平线(MP)连接第三前级电路(A3)的输出端,此外,第三前级电路(A3)还与低电平线(N)相连、或与第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)相连、或与低电平线(N)及低中间电平线(MN)相连;

第四前级电路(A4)是为低中间电平线(MN)提供可调电流的开关模式变换器;第四前级电路(A4),与低电平线(N)或/和第一前级电路(A1)的第二接入端(E1n)相连,低中间电平线(MN)连接第四前级电路(A4)的输出端,此外,第四前级电路(A4)还与高电平线(P)相连、或与第一前级电路(A1)的第三接入端(E2p)相连、或与高电平线(P)及高中间电平线(MP)相连;

设三相负载瞬时电压处于最高的一相为H相,瞬时电压处于最低的一相为L相,瞬时电压处于中间的相为M相,VPN是高电平线(P)与低电平线(N)的电压差,所述采用交叠双电源供电的三相逆变器在一个工频周期的至少50%的时间采用下述工作方式中的至少一种:

第一工作方式:通过第三前级电路(A3)调节高中间电平线(MP)的电压,使高中间电平线(MP)的电压偏向高电平线(P),或/并通过第四前级电路(A4)调节低中间电平线(MN)的电压,使低中间电平线(MN)的电压偏向低电平线(N);

第二工作方式:通过第三前级电路(A3)调节高中间电平线(MP)的电压或通过第四前级电路(A4)调节低中间电平线(MN)的电压,同时第一前级电路(A1)调节输出电流进而改变VPN,使得输出滤波器(F)中各相的电感器件两端的电压差小于VPN/10;

第三工作方式:通过第三前级电路(A3)调节高中间电平线(MP)的电压或通过第四前级电路(A4)调节低中间电平线(MN)的电压,同时第一前级电路(A1)调节输出电流进而改变VPN,使得后级逆变电路中开关管的开关频率低至零。

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