一种中高压变频电路的制作方法_2

文档序号:8364873阅读:来源:国知局
2)与第六开关器件(NQ2)在切换,其他的开关器件的开关状态不改变;
[0031]当逆变输出交流电压在负电容电压与2倍的负电容电压之间切换时,第四开关器件(Q4)和第八开关器件(NQ4)切换,其他的开关器件的开关状态不改变。
[0032]所述开关器件为绝缘栅双极性晶体管IGBT器件或集成门极换流晶闸管IGCT器件。
[0033]由上述方案可以看出,本发明实施例在构建中高压变频电路时,对于每一相分电路,采用了四对互补串接的开关器件构成逆变桥,其中三对互补串接的开关器件分别接入到三个不同电容两端,三个不同电容中的两个电容串接在直流电压输入端,另一个电容工作在所述本相的输出端。在开关器件的开关切换过程中三对互补串接的开关器件中分别被各自电容电压钳位,从而使得开关器件的工作电压非常安全,不存在过压击穿的问题,同时,在每一相分电路上,与二极管钳位的五电平技术相比,每相节省了多个二极管,使得最终得到的中高压变频电路的结构简单,所用器件较少。
【附图说明】
[0034]图1为现有技术提供的二极管钳位五电平的中高压变频电路结构示意图;
[0035]图2为本发明实施例提供的中高压变频电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明作进一步详细说明。
[0037]本发明实施例为了保证中高压变频电路中的器件数量少且结构不复杂,而且保证中高压变频电路中的开关器件在导通的瞬间,不会存在开关器件的过压击穿的情况,保证安全运行,重新构建了中高压变频电路。
[0038]在构建中高压变频电路时,对于每一相分电路,采用了四对互补串接的开关器件构成逆变桥,其中三对互补串接的开关器件分别接入到三个不同电容两端,三个不同电容中的两个电容串接在直流电压输入端,另一个电容工作在所述本相的输出端。在开关器件的开关切换过程中三对互补串接的开关器件中分别被各自电容电压钳位,从而使得开关器件的工作电压非常安全,不存在过压击穿的问题,同时,在每一相分电路上,与二极管钳位的五电平技术相比,每相节省了多个二极管,使得最终得到的中高压变频电路的结构简单,所用器件较少。
[0039]在本发明中,以开关器件为IGBT器件为例说明,当然,开关器件也可以为其他具有类似功能的IGBT器件,比如集成门极换流晶闸管(IGCT)器件。
[0040]图2为本发明实施例提供的中高压变频电路结构示意图,具体包括:
[0041 ] 直流电压输入端由四个电容串联构成,分别为第一电容Cl,第二电容C2,第三电容C3及第四电容C4,各个电容的电压分别为电容电压E,在第二电容C2和第三电容C3之间作为参考电压O。
[0042]对于每一相的分电路结构都相同,采用A相的分电路进行说明;
[0043]A相逆变桥电路由四对互补连接的IGBT器件构成,其中,第三IGBT器件03和第七IGBT器件NQ3互补连接在第一电容Cl两端,第四IGBT器件04和第八IGBT器件NQ4互补连接在第四电容C4两端,第二 IGBT器件Q2和第六IGBT器件NQ2互补连接在第五电容C5两端;第九IGBT器件Qll和第十IGBT器件Q12串联,同时开关,一端连接到第三IGBT器件03和第七IGBT器件NQ3之间,另一端连接到第二 IGBT器件Q2上。第^^一 IGBT器件NQll和第十二 IGBT器件NQ12串联同时开关,一端连接到第六IGBT器件NQ2上,另一端连接到第四IGBT器件04和第八IGBT器件NQ4之间,串联的第九IGBT器件Qll和第十IGBT器件Q12,与串联的第^^一 IGBT器件NQll和第十二 IGBT器件NQ12互补,第二 IGBT器件Q2和第六IGBT器件NQ2连接处为A相逆变输出的交流电压。
[0044]在该电路结构中,当中高压变频电路为三相时,所述A相分电路重复设置两次,构成B相分电路及C相分电路。
[0045]在该电路结构中,当中高压变频电路为四相时,所述A相分电路重复设置四次,构成四相分电路,
[0046]通过对上述四对互补的IGBT器件的开关控制组合,就可以使得逆变输出交流的电压,电压值分别为电压0,电容电压E,2倍的电容电压2E,负电容电压-E或2倍的负电容电压-2E。
[0047]仍然以A相为例说明输出不同的电压时各个IGBT器件的开通或关断设置。
[0048]当要输出电压O时,有两种输出方式:
[0049]第一种方式,第七IGBT器件NQ3、第九IGBT器件Q11、第十IGBT器件Q12、第六IGBT器件NQ2、以及第四IGBT器件Q4开通,相应互补的第三IGBT器件Q3、第^^一 IGBT器件NQl 1、第十二 IGBT器件NQ12、第二 IGBT器件Q2、以及第八IGBT器件NQ4关断,逆变输出电压O ;
[0050]第二种方式,第四IGBT器件Q4、第^^一 IGBT器件NQll、第十二 IGBT器件NQ12、第二 IGBT器件Q2、以及第七IGBT器件NQ3开通,相应互补的第八IGBT器件NQ4、第九IGBT器件Ql1、第十IGBT器件Ql2、第六IGBT器件NQ2、以及第四IGBT器件Q4关断,逆变输出电压O。
[0051 ] 当要逆变输出电容电压E时,第七IGBT器件NQ3、第九IGBT器件Ql 1、第十IGBT器件Q12、第二 IGBT器件Q2及第四IGBT器件Q4开通,相应互补的第三IGBT器件Q3、第^^一IGBT器件NQ11、第十二 IGBT器件NQ12、第六IGBT器件NQ2、以及第八IGBT器件NQ4关断。
[0052]当要逆变输出2倍的电容电压2E时,第三IGBT器件Q3、第九IGBT器件Q11、第十IGBT器件Q12、第二 IGBT器件Q2、及第四IGBT器件Q4开通,相应互补的第七IGBT器件NQ3、第^^一 IGBT器件NQl1、第十二 IGBT器件NQ12、第六IGBT器件NQ2及第八IGBT器件NQ4关断。
[0053]当要逆变输出负电容电压-E时,第七IGBT器件NQ3、第^^一 IGBT器件NQ11、第十二 IGBT器件NQ12、第六IGBT器件NQ2及第四IGBT器件Q4开通,相应互补的第三IGBT器件Q3、第九IGBT器件Q11、第十IGBT器件Q12、第二 IGBT器件Q2及第八IGBT器件NQ4关断。
[0054]当要逆变输出2倍的负电容电压-2E时,第七IGBT器件NQ3、第^^一 IGBT器件NQ11、第十二 IGBT器件NQ12、第六IGBT器件NQ2及第八IGBT器件NQ4开通,相应互补的第三IGBT器件Q3、第九IGBT器件Q11、第十IGBT器件Q12、第二 IGBT器件Q2及第四IGBT器件Q4关断。
[0055]当要输出电压O时,采用方式一时,所述电路电流为正,即电路电流为输出,第五电容C5充电,第五电容C5电压升高,所述电路电流为负,即电路电流为输入,则第五电容C5放电,第五电容C5电压降低;采用方式二时,所述电路电流为正,即电路电流为输出,第五电容C5放电,第五电容C5电压降低,所述电路电流为负,即电路电流为输入,则第五电容C5充电,第五电容C5电压升高。在具体实现时,根据电路电流的方向选择不同的方式调节第五电容C5的电压,使得第五电容C5始终钳位在电压E上。因此,根据第五电容C5的电压及输出电流的方向通过选择两种不同的参考电压O方式可以控制第五电容C5两端的电压。
[0056]在该电路中,当逆变输出交流电压在电压O与电容电压E之间切换时,其中电压O的逆变输出采用方式一,则只有第二 IGBT器件Q2与第六IGBT器件NQ2在切换,其他的IGBT器件的开关状态不改变;当逆变输出交流电压在电容电压E与2倍的电容电压2E之间切换时,只有第三IGBT器件Q3与第七IGBT器件NQ3在切换,其他的IGBT器件的开关状态不改变;当逆变输出交流电压在电压O与负电容电压-E之间切换时,其中电压O的逆变输出采用方式二,则只有第二 IGBT器件Q2与第六IGBT器件NQ2在切换,其他的IGBT器件的开关状态不改变;当逆变输出交流电压在负电容电压-E与2倍的负电容电压-2E之间切换时,只有第四IGBT器件Q4和第八IGBT器件NQ4在切换,其他的IGBT器件的开关状态不改变。
[0057]在该电路结构中,IGBT器件的互补连接为:当其中一个IGBT器件为开通时,则另一个IGBT器件为关断,比如:当第三IGBT器件03开通时,第七IGBT器件NQ3为关断,第三IGBT器件为关断,第七IGBT器件NQ3为开通,第三IGBT器件03和第七IGBT器件NQ3各自承受的电压被第一电容Cl电压所钳位;第四IGBT器件04为开通时,第八IGBT器件NQ4为关断,第四IGBT器件Q4为关断时,第八IGBT器件NQ4为开通,第四IGBT器件04和第八IGBT器件NQ4各自承受的电压被第四电容C4电压所钳位;当第二 IGBT器件Q2开通时,第七IGBT器件NQ2为关断,当第二 IGBT器件Q2为关断时,第七IGBT器件NQ2为开通,第二IGBT器件Q2和第七IGBT器件NQ2各自承受的电压被第五电容C5电压所钳位。
[0058]在该
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