一种三相升压型三电平逆变器的制造方法_2

文档序号:8284945阅读:来源:国知局
应用到升压型场合,体积小、效率高、成本低;
[0028] 2、与传统三相逆变器相比,本发明提出的逆变器属于升压型逆变器,输出电压幅 值大于等于输入电压幅值,直流电压利用率高,在满足同样三相负载或三相电网要求的情 况下,需要的直流母线电压低;
[0029] 3、与传统三相逆变器相比,本发明提出的逆变器具备共模抑制能力;
[0030] 4、与传统三相Boost型两电平逆变器相比,本发明提出的逆变器是三电平逆变 器,开关管电压应力是三相Boost逆变器等传统升压逆变器的一半,更适合应用到中高电 压场合。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式在电容中点M 与直流母线的N端未连接情况下的电路原理图;
[0032] 图2是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式在点M与直流 母线的N端已连接情况下的电路原理图;
[0033] 图3是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式在直流母线 的P端与N端之间接入串联的第一抑制电容Ctl和第二抑制电容Ct2,第一抑制电容Ctl和第 二抑制电容Ct2连接于H点,将第一抑制电容Ctl和第二抑制电容Ct2的连接点H与第二电容 C2、第四电容C4和第六电容。6的连接点M相连情况下的电路原理图;
[0034] 图4是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式在替代A相的 电感、开关管和二极管,直流母线的P端与N端之间接入串联的第一分压电容Cnl和第二分 压电容Cn2,第一分压电容Cnl和第二分压电容C&连接于点J,并将A相负载或电网接到第一 分压电容Cnl和第二分压电容Cn2的连接点J,且电容中点M与直流母线的N端未连接情况 下的电路原理图;
[0035] 图5是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式在替代A相的 电感、开关管和二极管,直流母线的P端与N端之间接入串联的第一分压电容Cnl和第二分 压电容Cn2,第一分压电容Cnl和第二分压电容C&连接于点J,并将A相负载或电网接到第一 分压电容Cnl和第二分压电容Cn2的连接点J,且电容中点M与直流母线的N端已连接情况 下的电路原理图;
[0036] 图6是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第二种电路形式在点M'和直 流母线的N'端未连接情况下的电路原理图;
[0037] 图7是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第二种电路形式在点M'与直 流母线的N'端已连接情况下的电路原理图;
[0038] 图8是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第二种电路形式在直流母线 的P'端与N'端之间接入串联的第一抑制电容Ctl'和第二抑制电容Ct2',第一抑制电容 Ctl'和第二抑制电容Ct2'连接于H'点,将第一抑制电容Ctl'和第二抑制电容Ct2'的连 接点H'与第四电容C4'、第五电容C5'和第六电容C6'的连接点M'相连情况下的电路原 理图;
[0039] 图9是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第二种电路形式在替代A相的 电感、开关管和电容,直流母线的P'端与N'端之间接入串联的第一分压电容Cnl'和第二 分压电容Cn2',第一分压电容Cn/和第二分压电容Cn2'连接于点J',并将该相负载或电 网接到第一分压电容Cnl'和第二分压电容Cn2'的连接点J',且电容中点M'与直流母线 的N'端未连接情况下的电路原理图;
[0040]图10是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第二种电路形式在替代A相 的电感、开关管和电容,直流母线的P'端与N'端之间接入串联的第一分压电容Cnl'和第 二分压电容Cn2',第一分压电容Cn/和第二分压电容Cn2'连接于点J',并将该相负载或 电网接到第一分压电容Cn/和第二分压电容Cn2'的连接点J',且电容中点M'与直流母 线的N'端已连接情况下的电路原理图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细具体的说明。
[0042] 图1所示是本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式中,从图 1中可以看到该电路形式是由直流母线、十二个开关管、六个二极管、三个电感和六个电容 组成;
[0043] 直流母线的P端通过第一电感L1与第二开关管S2的一端、第三开关管S3的一端 相连接,第二开关管S2的另一端与第一开关管Si的一端、第一二极管Di的一端相连接,第 三开关管S3的另一端与第四开关管S4的一端、第二二极管D2的一端相连接,第四开关管S4 的另一端与直流母线的N端相连,第一开关管另一端与三相负载或电网的A相、第一电 容(^的一端连接于点A,第一二极管D:的另一端、第二二极管D2的另一端、第一电容C:的 另一端与第二电容(:2的一端相连接;
[0044] 直流母线的P端通过第二电感L2与第六开关管S6的一端、第七开关管S7的一端 相连接,第六开关管S6的另一端与第五开关管S5的一端、第三二极管D3的一端相连接,第 七开关管S7的另一端与第八开关管S8的一端、第四二极管D4的一端相连接,第八开关管S8 的另一端与直流母线的N端相连,第五开关管&的另一端与三相负载或电网的B相、第三电 容(:3的一端连接于点B,第三二极管D3的另一端、第四二极管D4的另一端、第三电容C3的 另一端与第四电容(;的一端相连接;
[0045] 直流母线的P端通过第三电感L3与第十开关管S1(|的一端、第十一开关管Sn的一 端相连接,第十开关管Sltl的另一端与第九开关管S9的一端、第五二极管D5的一端相连接, 第十一开关管S11的另一端与第十二开关管S12的一端、第六二极管D6的一端相连接,第十二 开关管S12的另一端与直流母线的N端相连,第九开关管S9的另一端与三相负载或电网的C 相、第五电容(:5的一端连接于点C,第五二极管D5的另一端、第六二极管D6的另一端、第五 电容C5的另一端与第六电容C6的一端相连接;
[0046] 第二电容(:2的另一端、第四电容C4的另一端、第六电容C6的另一端连接于点M,三 相负载或三相电网连接于点〇。
[0047] 实质上,本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式是在传统三 相Boost型两电平逆变器基础上,利用二极管钳位电路构造的三电平电路形式。本发明提 出逆变器的第一种电路形式在保持传统三相Boost型两电平逆变器输出交流电压大于直 流输入电压特点的同时,其开关管承受的电压应力仅为传统三相Boost型两电平逆变器的 一半,更加适用于中高电压场合。
[0048] 在本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式的基础上,根据需 要,还可以采取以下两项措施之一的改进,以增强共模抑制能力:
[0049] (1)将第二电容C2、第四电容C4和第六电容(:6的连接点M与直流母线的N端连接, 如图2所示;
[0050] (2)在直流母线的P端与N端之间接入串联的第一抑制电容Ctl和第二抑制电容 C t2,第一抑制电容Ctl与第二抑制电容C t2连接于H点,第一抑制电容C tl和第二抑制电容C t2 的连接点H与第二电容C2、第四电容C4和第六电容C 6的连接点M相连,如图3所示。
[0051] 在本发明提出的一种三相升压型三电平逆变器第一种电路形式的基础上,根据需 要,还可以采取以下措施减小电路开关管数量:
[0052] (3)在直流母线的P端与N端之间接入串联的第一分压电容Cnl和第二分压电容 C n2,替代逆变器任意一相对应的电感、二极管和开关管,将该相对应的负载或电网接到第一 分压电容Cnl和第二分压电容C n2的连接点J,下面结合图4以替代A相说明其改进后的技 术方案:
[0053] 1) -种三相升压型三电平逆变器,它包括直流母线、八个开关管、四个二极管、二 个电感和八个电容;
[0054] 直流母线的P端通过串联的第一分压电容Cnl和第二分压电容Cn2连接直流母线的 N端,第一分压电容C nl和第二分压电容Cn2的连接点J与三相负载或三相电网的A相、第一 电容C1的一端连接于点A,第一电容C i的另一端与第二电容C2的一端相连接;
[0055] 直流母线的P端通过第二电感L2与第六开关管S 6的一端、第七开关管S 7的一端 相连接,第六开关管S6的另一端与第五开关管S 5的一端、第三二极管D 3的一端相连接,第 七开关管S7的另一端与第八开关管S 8的一端、第四二极管D 4的一端相连接,第八开关管S 8 的另一端与直流母线的N端相连,第五开关管S5的另一端与三相负载或三相电网的B相、 第三电容(: 3的一端连接于点B,第三二极管D 3的另一端、第四二极管D 4的另一端、第三电容 C3的另一端与第四电容C 4的一端相连接;
[0056] 直流母线的P端通过第三电感L3与第十开关管S 1(|的一端、第十一开关管S n的一 端相连接,第十开关管Sltl的另一端与第九开关管S 9的一端、第五二极管D 5的一端相连接, 第十一开关管S11的另一端与第十二开关管S12的一端、第六二极管D 6的一端相连接,第十二 开关管S12的另一端与直流母线的N端相连,第九开关管S9的另一端与三相负载或三相电网 的C相、第五电容0 5的一端连接于点C,第五二极管D 5的另一端、第六二极管D 6的另一端、 第五电容C5的另一端与第六电容C 6的一端相连接;
[0057] 第二电容(:2的另一端、第四电容C 4的另一端、第六电容C 6的另一端连接于点M,三 相负载或三相电网连接于点〇。
[0058] 同理,替代B相和C相改进后的技术方案分别为2)和3):
[0059] 2) -种三相升压型三电平逆变器,它包括直流母线、八个开关管、四个二极管、二 个电感和八个电容;
[0060] 直流母线的P端通过第一电感L1与第二开关管S 2的一端、第三开关管S 3的一端 相连接,第二开关管S2的另一端与第一开关管S
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