一种基于混合式多电平变流器的高压变频器的制作方法

本实用新型涉及能量转换装置，具体的说是一种基于混合式多电平变流器的高压变频器。

背景技术：

现有技术的高压变频器采用副边多绕组变压器经过二极管整流电路给H桥子模块供电，H桥子模块的交流侧串联连接构成单相换流链，然后由三个单相换流链星型连接成三相变频器，其多绕组变压器结构复杂，成本很高。

采用两电平变流器的变频器由六个IGBT构成，其变频器输出的交流电压dv/dt很大，需要容量较大的交流滤波器，不适合构成高压变频器。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型实施公开了一种基于混合式多电平变流器的高压变频器。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种基于混合式多电平变流器的高压变频器，其特征在于，它包括交流电源，所述交流电源连接至断路开关，所述断路开关连接至限流电阻，所述限流电阻与旁路开关并联，所述限流电阻连接至整流变压器，所述整流变压器连接至整流电路，所述整流电路连接至滤波电路，所述滤波电路连接至混合式多电平变流器，所述混合式多电平变流器包括依次串联的第一换流链和第一IGBT阀组以及依次串联的第二换流链和第二IGBT阀组，所述滤波电路输出端的正极连接至第一换流链，所述滤波电路输出端的负极连接至第二换流链，所述第一IGBT阀组和第二IGBT阀组的输出端均连接至同步电动机。

进一步地，所述第一IGBT阀组和第二IGBT阀组均由若干个IGBT串联构成。

进一步地，所述第一换流链和第二换流链均由若干个H桥子模块串联构成，所述H桥子模块包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT。

进一步地，所述H桥子模块包括耦合电容，所述耦合电容的一端连接至第一IGBT和第二IGBT的集电极，所述耦合电容的另一端连接至第三IGBT和第四IGBT的发射极，所述第一IGBT的发射极与第三IGBT的集电极连接，所述第二IGBT的发射极与第四IGBT的集电极连接，所述第一IGBT的发射极作为H桥子模块输入端，所述第四IGBT的集电极作为H桥子模块的输出端。

进一步地，所述整流电路为三相整流电路，所述整流电路包括六个整流二极管。

本实用新型的积极进步效果在于：省去了笨重而昂贵的副边多绕组整流变压器，采用普通的整流变压器，降低生产制作成本；交流侧输出dv/dt很小，不会破坏同步电动机的绝缘，提高了电器件的安全性；三相整流电路既可保证三相供电系统的对称平衡，又有获得脉动较小的直流输出，可以安全地适用大功率高压变频器，泛用性较好。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中H桥子模块的结构示意图。

附图标记

1交流电源 2断路开关 3限流电阻 4旁路开关 5整流变压器 6整流电路 61整流二极管 7滤波电路 8混合式多电平变流器 9第一换流链 10第一IGBT阀组

11第二换流链 12第二IGBT阀组 13同步电动机14 IGBT 15 H桥子模块

151耦合电容 152第一IGBT 153第二IGBT 154第三IGBT 155第四IGBT。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

本实用新型旨在提供一种基于混合式多电平变流器8的高压变频器，其特征在于，它包括交流电源1，所述交流电源1连接至断路开关2，所述断路开关2连接至限流电阻3，所述限流电阻3与旁路开关4并联，所述限流电阻3连接至整流变压器5，正常情况下，旁路开关4一直处于闭合状态，即限流电阻3被短接，整流变压器5维持原有接地方式运行，整流变压器5附带额交、直流互感器监测到的数据送到智能控制单元时，当监测到的直流分量达到阈值时，控制单元发出指令，快速旁路开关4打开，限流电阻3运行对电流进行抑制。

具体实施时，所述整流变压器5连接至整流电路6，所述整流电路6的作用为将整流变压器5输出的交流电压整流成直流电压，所述整流电路6连接至滤波电路7，所述滤波电路7连接至混合式多电平变流器8，所述滤波电路7由电感、电容、电阻或其组合构成，所述滤波电路7的作用为抑制整流电路6输出侧直流电压的波动，为混合式多电平变流器8提供一个稳定的电压，所述混合式多电平变流器8包括依次串联的第一换流链9和第一IGBT152阀组10以及依次串联的第二换流链11和第二IGBT153阀组12，所述滤波电路7输出端的正极连接至第一换流链9，所述滤波电路7输出端的负极连接至第二换流链11，所述第一IGBT152阀组10和第二IGBT153阀组12的输出端均连接至同步电动机13，所述混合式多电平变流器8的作用是将滤波电路7输出的直流电压逆变成幅值、频率可调的交流电压，为同步电动机13供电。

具体实施时，所述第一IGBT152阀组10和第二IGBT153阀组12均由若干个IGBT14串联构成。

具体实施时，所述第一换流链9和第二换流链11均由若干个H桥子模块15串联构成，所述H桥子模块15包括第一IGBT152、第二IGBT153、第三IGBT154和第四IGBT155。

具体实施时，所述H桥子模块15包括耦合电容151，所述耦合电容151的一端连接至第一IGBT152和第二IGBT153的集电极，所述耦合电容151的另一端连接至第三IGBT154和第四IGBT155的发射极，所述第一IGBT152的发射极与第三IGBT154的集电极连接，所述第二IGBT153的发射极与第四IGBT155的集电极连接，所述第一IGBT152的发射极作为H桥子模块15输入端，所述第四IGBT155的集电极作为H桥子模块15的输出端，所述第一IGBT152和第三IGBT154、以及第二IGBT153和第四IGBT155分别构成推挽电路，每一组推挽采用两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管，每个功率管各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，导通损耗小、效率高；第一IGBT152和第二IGBT153并联，第三IGBT154和第四IGBT155并联，功率管能够承受的电流翻倍，在电压一定的情况下使得通过的电流增加了一倍，提高了H桥子模块15的功率。

具体实施时，所述整流电路6为三相整流电路6，相对于只适用于负载功率为几W到几KW的小功率场合的单相整流电路6，三相整流电路6（三相桥式或三相半波整流）既可保证三相供电系统的对称平衡，又有获得脉动较小的直流输出，所述整流电路6包括六个整流二极管61。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。