一种改进的二次回路H型五电平逆变器装置

本技术涉及逆变器供电领域，具体涉及一种改进的二次回路h型五平逆变器装置

背景技术：

1、逆变器是把直流电转变成定频定压或调频调压交流电的一种装置，目前逆变器被广泛的应用于空调，电动工具，冰箱等场合，多电平逆变器与两电平相比实现多电平逆变器所需的功率器件额定值较小，因此可以实现高压应用扩大了应用场合。随着应用场合的增加需要考虑到提高供电性能的稳定性与简化逆变器结构的复杂程度，传统的h型五电平逆变器结构复杂使用电气元件过多，输出电压电流畸变率较高，增加电气设备故障率以及不必要的损耗。减小或消除逆变器输出电压电流畸变率是目前要解决的关键问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种改进的二次回路h型五电平逆变器装置，实现了简化五电平逆变器的结构和减小逆变器输出电压电流畸变率。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、本实用新型所提出的电路包括一个直流电源、一个负载、八个二极管、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一电感l1、第二电感l2、第一电阻r1、第二电阻r2、第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3、第四开关管s4、第五开关管s5。

4、直流电源输出正极与第一电阻r1、第二开关管s2的集电极以及第三开关管s3的集电极相连，直流电源输出负极与第二电组r2、第四开关管s4的发射极以及第五开关管s5的发射极相连。

5、第二开关管s2、三开关管s3、第四开关管s4、第五开关管s5构成常规的h型逆变桥连接方式。

6、第一电感l1，第二电感l2与第三电容c3构成lcl滤波电路。

7、第一电容c1的正极与第一电阻r1串联，第一电容c1负极与第一二极管d1的正极、第三二极管d3的负极相连。

8、第二二极管d2的正极与第二开关管s2的发射极、第四开关管s4的集电极相连。

9、第四二极管d4的负极与第二开关管s2的发射极、第四开关管s4的集电极相连。

10、第二电容c2的负极与第二电阻r2串联，第二电容c2的正极与第一二极管d1的正极、第三二极管d3的负极相连。

11、第一开关管s1的集电极与第一二极管d1的负极、第二二极管d2的负极相连，第一开关管s1的发射极与第三二极管d3的正极、第四二极管d4的正极相连。

12、进一步地，lcl滤波电路输入端的一侧与第二开关管s2的发射极、第四开关管s4的集电极相连，另一侧与第三开关管s3的发射极与第五开关管s5的集电极相连，输出接负载。

13、进一步地，第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4与第一开关管s1构成二次回路电路。

14、进一步地，第一电阻r1、第一电容c1与第二电阻r2、第二电容c2平分直流电压并在中点m提供一半的输入电压。

15、进一步地，所述开关管均采用绝缘栅双极型晶体管igbt。

16、与现有技术相比，本实用新型电路具有的优势为：所提出改进的二次回路h型五电平逆变器相比于常规的五电平h桥逆变器所需的电气元件更少结构简单，同时在逆变器的输出侧添加lcl滤波电路进一步的降低了输出电压电流的畸变率，减少电气设备故障率以及不必要的损耗

技术特征：

1.一种改进的二次回路h型五电平逆变器装置，其特征在于，所述改进的二次回路h型五电平逆变器装置的电路结构中包括一个直流电源、一个负载、八个二极管、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一电感l1、第二电感l2、第一电阻r1、第二电阻r2、第一开关管s1、第二开关管s2、第三开关管s3、第四开关管s4、第五开关管s5，其中，直流电源输出正极与第一电阻r1、第二开关管s2的集电极以及第三开关管s3的集电极相连，直流电源输出负极与第二电组r2、第四开关管s4的发射极以及第五开关管s5的发射极相连；第二开关管s2、三开关管s3、第四开关管s4、第五开关管s5构成h型逆变桥连接方式；第一电感l1，第二电感l2与第三电容c3构成lcl滤波电路；第一电容c1的正极与第一电阻r1串联，第一电容c1负极与第一二极管d1的正极、第三二极管d3的负极相连；第二二极管d2的正极与第二开关管s2的发射极、第四开关管s4的集电极相连；第二电容c2的负极与第二电阻r2串联，第二电容c2的正极与第一二极管d1的正极、第三二极管d3的负极相连；第一开关管s1的集电极与第一二极管d1的负极、第二二极管d2的负极相连，第一开关管s1的发射极与第三二极管d3的正极、第四二极管d4的正极相连；lcl滤波电路输入端的一侧与第二开关管s2的发射极、第四开关管s4的集电极相连，另一侧与第三开关管s3的发射极与第五开关管s5的集电极相连，输出接负载。

2.根据权利要求1所述的一种改进的二次回路h型五电平逆变器装置，其特征是第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4与第一开关管s1构成二次回路电路。

3.根据权利要求1所述的一种改进的二次回路h型五电平逆变器装置，其特征是第一电阻r1、第一电容c1与第二电阻r2、第二电容c2平分直流电压并在中点m提供一半的输入电压。

4.根据权利要求1所述的一种改进的二次回路h型五电平逆变器装置，其特征是所述开关管均采用绝缘栅双极型晶体管igbt。

5.根据权利要求1所述的一种改进的二次回路h型五电平逆变器装置，其特征是所述电路中的二次回路电路可以为电流提供流通路径。

技术总结
本技术公开了一种改进的二次回路H型五电平逆变器装置，包括一个直流电源，一个负载，两个电阻，三个电容，八个二极管，五个开关管，两个电感，其中四个二极管与一个开关管构成了一个二次回路，两个电感与一个电容构成了一个LCL滤波电路，四个开关管构成了一个H型逆变桥连接方式，相比于传统的五电平逆变器，改进的二次回路H型五电平逆变器所需的电气元件更少结构更简单，通过二次回路提供电流电压回路，LCL滤波电路实现降低输出电压电流的畸变率。本技术电路保障了逆变器在交流供电系统能够正常运行，减少电气设备故障率以及不必要的损耗。

技术研发人员：李文娟,李博洋
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：20221013
技术公布日：2024/1/11