一种三电平四象限低压变频器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种三电平四象限低压变频器电路。
【背景技术】
[0002]目前的油田磕头机用变频器主要使用的是两象限加制动电阻的拓扑结构，这种结构由于使用的是二极管不可控整流，因此会产生非常严重的谐波污染，而且网侧功率因数极低，能量无法双向流动，反馈能量都通过制动电阻消耗，无法用于实现电机的频繁启动，同时传统的两电平变频器结构，其输出部分的dv/dt较高，容易对电机的绝缘造成损坏。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种三电平四象限低压变频器电路，其可以解决现有技术的上述缺点。
[0004]本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种三电平四象限低压变频器电路，包括三个桥臂，且所述桥臂包括四个开关管和两个辅助二极管，所述桥臂中间的两个开关管和两个辅助二极管构成中点钳位电路。
[0006]所述开关管包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管串联，所述第三开关管及所述第四开关管之间连接一第二二极管的输入端，且所述第二二极管的输出端连接一第一二极管的输入端，且所述第一二极管的输出端连接于所述第一开关管及第二开关管的中间。
[0007]所述桥臂还包括一滤波电抗器及一升压电抗器，且所述滤波电抗器及所述升压电抗器串联，所述滤波电抗器连接电路的输入端，且所述升压电抗器的另一端连接于所述第二开关管及所述第三开关管之间。
[0008]还包括一第一直流支撑电容及第二直流支撑电容，且所述第一直流支撑电容及所述第二直流支撑电容串联，且所述第一直流支撑电容的另一端连接于所述第一开关管的一端，且所述第二直流支撑电容的另一端连接于所述第四开关管的另一端。
[0009]所述开关管包括第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管，且所述第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管串联，所述第七开关管及所述第八开关管之间连接一第四二极管的输入端，且所述第四二极管的输出端连接一第三二极管的输入端，且所述第三二极管的输出端连接于所述第五开关管及第六开关管的中间。
[0010]所述第五开关管所述第一开关管的两端连接，且所述第四开关管及所述第八开关管的两端连接。
[0011]所述第一二极管及所述第二二极管的中间连接于所述第三二极管及所述第四二极管之间，及所述第一直流支撑电容及所述第二直流支撑电容之间。
[0012]所述所六开关管及所述第七开关管之间连接一电动机。
[0013]本实用新型的优点是:实现能量的双向流动，变频器运行时对电网的污染小，谐波含量小于5%，功率。
【附图说明】
[0014]下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中:
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步阐述本实用新型的【具体实施方式】:
[0017]如图1所示，一种三电平四象限低压变频器电路，包括三个桥臂，且所述桥臂包括四个开关管和两个辅助二极管，所述桥臂中间的两个开关管和两个辅助二极管构成中点钳位电路。
[0018]所述开关管包括第一开关管Tl、T5、T9、第二开关管T2、T6、T10、第三开关管T3、T7、T11及第四开关管Τ4、Τ8、Τ12，且所述第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管串联，所述第三开关管及所述第四开关管之间连接一第二二极管D2、D4、D6的输入端，且所述第二二极管的输出端连接一第一二极管Dl、D3、D5的输入端，且所述第一二极管的输出端连接于所述第一开关管及第二开关管的中间。
[0019]所述桥臂还包括一滤波电抗器LI，L2, L3及一升压电抗器L4，L5，L6，且所述滤波电抗器及所述升压电抗器串联，所述滤波电抗器连接电路的输入端，且所述升压电抗器的另一端连接于所述第二开关管及所述第三开关管之间。还包括一滤波电容C1、C2、C3，其一端分别连接于所述滤波电抗器所述升压电抗器之间，且滤波电容的另一端连接。
[0020]还包括一第一直流支撑电容C4及第二直流支撑电容C5，且所述第一直流支撑电容及所述第二直流支撑电容串联，且所述第一直流支撑电容的另一端连接于所述第一开关管的一端，且所述第二直流支撑电容的另一端连接于所述第四开关管的另一端。
[0021]所述开关管包括第五开关管T13、T17、T21、第六开关管T14、T18、T22、第七开关管T15、T19、T23及第八开关管T16、T20、T24，且所述第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管串联，所述第七开关管及所述第八开关管之间连接一第四二极管D8、D10、D12的输入端，且所述第四二极管的输出端连接一第三二极管D7、D9、Dll的输入端，且所述第三二极管的输出端连接于所述第五开关管及第六开关管的中间。
[0022]所述第五开关管所述第一开关管的两端连接，且所述第四开关管及所述第八开关管的两端连接。
[0023]所述第一二极管及所述第二二极管的中间连接于所述第三二极管及所述第四二极管之间，及所述第一直流支撑电容及所述第二直流支撑电容之间。
[0024]所述所六开关管及所述第七开关管之间连接一电动机M0
[0025]本实用新型提出一种三电平四象限低压变频器。三电平的采用旨在降低变频器谐波造成的损耗及对电机绝缘的损坏。四象限技术可以实现能量的双向流动，变频器运行时对电网的污染小，谐波含量小于5%，功率因数可以大于0.99，而目前的变频器主要是谐波污染大，功率因数不高，对电机绝缘损坏严重，反馈能量基本由电阻消耗等问题。
[0026]三相每个桥臂有4个开关管(IGBT)，和两个辅助二极管。其中每个桥臂最上和最下的两个开关管相当于两电平电路中上、下开关管，而桥臂中间的两个开关管和两个辅助二极管构成中点钳位电路。图中，A、B、C表示交流电网的三相电压。变流器直流侧电压为C4, C5支撑，并且C4，C5上的电压分别控制，由两组电容串联而成，N点位电容均压中点，与每个桥臂的辅助二极管相连。当两个电容上的电压相等时，主开关管承受udc/2。以A相说明变流器每相桥臂的结构，从图中可以看出，A相桥臂有四个IGBT Tl、T2、T3、T4,四个续流二极管，两个钳位二极管D1，D2。B相桥臂，C相桥臂与A相相同，这三相桥与前面的LI，L2，L3，Cl，C2，C3，L4，L5，L6组成LCL的滤波电路，最终形成完整的可控整流电路，达到整流功率因数接近于1，电流波形接近正弦的效果，在逆变侧，即T13-T24，D7-D12组成的三相逆变输出电路，因为采用三电平结构，输出的阶梯波比一般的PWM波更接近正弦，产生的dv/dt较小，因此对电机的绝缘影响基本可以忽略。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，包括三个桥臂，且所述桥臂包括四个开关管和两个辅助二极管，所述桥臂中间的两个开关管和两个辅助二极管构成中点钳位电路。
2.根据权利要求1所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，所述开关管包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管串联，所述第三开关管及所述第四开关管之间连接一第二二极管的输入端，且所述第二二极管的输出端连接一第一二极管的输入端，且所述第一二极管的输出端连接于所述第一开关管及第二开关管的中间。
3.根据权利要求2所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，所述桥臂还包括一滤波电抗器及一升压电抗器，且所述滤波电抗器及所述升压电抗器串联，所述滤波电抗器连接电路的输入端，且所述升压电抗器的另一端连接于所述第二开关管及所述第三开关管之间。
4.根据权利要求3所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，还包括一第一直流支撑电容及第二直流支撑电容，且所述第一直流支撑电容及所述第二直流支撑电容串联，且所述第一直流支撑电容的另一端连接于所述第一开关管的一端，且所述第二直流支撑电容的另一端连接于所述第四开关管的另一端。
5.根据权利要求4所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，所述开关管包括第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管，且所述第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管串联，所述第七开关管及所述第八开关管之间连接一第四二极管的输入端，且所述第四二极管的输出端连接一第三二极管的输入端，且所述第三二极管的输出端连接于所述第五开关管及第六开关管的中间。
6.根据权利要求5所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，所述第五开关管所述第一开关管的两端连接，且所述第四开关管及所述第八开关管的两端连接。
7.根据权利要求6所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，所述第一二极管及所述第二二极管的中间连接于所述第三二极管及所述第四二极管之间，及所述第一直流支撑电容及所述第二直流支撑电容之间。
8.根据权利要求6所述的三电平四象限低压变频器电路，其特征在于，所述所六开关管及所述第七开关管之间连接一电动机。
【专利摘要】本实用新型公开一种三电平四象限低压变频器电路，包括三个桥臂，且所述桥臂包括四个开关管和两个辅助二极管，所述桥臂中间的两个开关管和两个辅助二极管构成中点钳位电路。本实用新型实现能量的双向流动，变频器运行时对电网的污染小，谐波含量小于5％,功率。
【IPC分类】H02M5-458
【公开号】CN204376728
【申请号】CN201520013610
【发明人】刘幼林, 徐海杰, 郑李强
【申请人】上海英同电气有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月8日