能以旁路模式操作的级联h桥逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001] 依据本公开的示例性实施例的教导总体上设及级联H桥逆变器，并且更具体地设 及能够W旁路模式的级联H桥逆变器，其配置为通过控制功率开关而不是允许形成级联H 桥逆变器的每个电力单元组件使用单独的旁路开关来执行旁路功能操作。
【背景技术】
[0002] -般而言，中压逆变器是具有的输入功率的rms(均方根）值超过600V的线间电 压的逆变器，并且具有几个阶段的输出相电压。中压逆变器通常用于驱动范围从几kW到几 丽容量的大惯量的工业负载，例如并不限于，风扇，累，压缩机，牵引机，起重机和传送带。
[0003] 中压逆变器主要使用配置为产生输出电压多于3级的多级逆变器。特别是， CHB(级联H桥）逆变器主要用作动力换挡设备。逆变器输出电压电平的大小和数量由CHB 逆变器中的电力单元组件的数量确定，其中每个电力单元组件使用绝缘输入电压。
[0004] 图1是示出由2阶电力单元组件形成的C皿（级联H桥）逆变器10的例子的电路 图，其中，电力单元组件的数量可响应于所需的系统规格而改变。
[000引C皿逆变器10通过接收rms(均方根）值超过600V的线间电压的3相电压5来驱 动电机2。电机是高压3相电机，也可W是感应电机或同步电机。
[0006] 移相变压器13用来隔绝输入功率，W响应于电力单元组件的要求来偏移电压的 相位和大小，并通过移相来提高输入电流的T皿（总谐波失真）。每个电力单元组件使用移 相变压器13的输出电压作为输入功率，其中，所述逆变器的输出电压由对应于各相的电力 单元组件输出的电压总和合成。
[0007]旨P，a相输出电压是串联的电力单元组件14-al和14-曰2的输出电压的总和，b相 输出电压是串联的电力单元组件14-bl和14-b2的输出电压的总和，W及C相输出电压是 串联的电力单元组件14-cl和14-C2的输出电压的总和。虽然每个相电压在逆变器的合成 输出电压中的大小是相同的，但是每个相电压有120度的相位差。此外，施加到电机的T皿 和电压变化率可通过增加电力单元组件的数量和各种开关方法来提高。
[0008] 如W上所讨论的，C皿逆变器如此配置从而每相通过串联电力单元组件而形成，其 中，使用电力单元组件的模块化结构易于维护和修理。
[000引图2是电力单元组件的例子，其中，整流器21使用6个二极管将AC(交流）电压 转换为DC(直流）电压，W及经整流的直流端电压Vd。的大小由整流器21的输入端功率和 输出端功率之间的差异确定。
[0010] 当电源侧提供的输入功率大于负载消耗的输出功率时，DC端电压增加，W及当电 源侧提供的输入功率小于负载消耗的输出功率时，DC端电压降低。
[0011] DC端电容器22用来解决输入/输出端的瞬时的功率不平衡，而单相全桥逆变器 23通过每个功率开关23a~23d从DC端电压合成输出电压。电力单元驱动器25独立地用 于每个电力单元组件，W及产生用于确定每个功率开关23a~23d的功率开关状态的选通 f旨号。劳路开关24执行劳路功能。
[0012] 目P，当使用C皿结构的中压逆变器的电力单元组件发生故障时，旁路开关24短路 相关电力单元组件的输出端并关断相关电力单元组件的所有功率开关W防止臂短路，从而 防止一些电力单元组件的故障影响电机操作。虽然通常操作剩余的电力单元组件可W执行 连续操作W提高可靠性，但是不可避免地会降低输出电压和容量。
[0013] 同时，当电力单元组件中没有旁路开关24,W及中压逆变器使用剩余的正常操作 的电力单元组件连续操作时，由于产生故障的电力单元组件使用的功率开关的逆并联的二 极管的整流操作使得DC端电压Vd。增加，从而超出直流端电容器22的额定操作范围而损坏 电力单元组件并必然导致逆变器操作实效。
[0014] 因此，每个电力单元组件配置为包括旁路开关24,但是当使用单独的旁路开关24 时，产生产品体积增大和由于成本增加导致经费增大的缺点。
【发明内容】
[0015] 本公开设置为解决上述缺点/问题，而且本公开的目的是提供能够W旁路模式操 作的级联H桥逆变器，其配置为通过控制功率开关而不是允许形成级联H桥逆变器的每个 电力单元组件使用单独的旁路开关来执行旁路功能。
[0016] 在本公开的一个普通方案中，提供了能够W旁路模式操作的级联H桥逆变器，级 联H桥逆变器包括多个各对应于每相的电力单元组件，和电力单元驱动器。
[0017] 优选地，但不必须地，每个电力单元组件可W包括：整流器，其配置为将AC电压转 换成DC电压；DC端电容器，其配置为充入经整流的电压；跨接于DC端电容器的串联连接的 第一和第四功率开关；W及跨接于DC端电容器的串联连接的第S和第二功率开关。此时， 二极管可W各构成为并联于第一至第四功率开关W允许电流在反方向流动。
[0018] 优选地，但不必须地，电力单元驱动器可W通过控制第一至第四功率开关而在输 出端执行芳路功能。
[0019] 优选地，但不必须地，电力单元驱动器可W控制第一功率开关和第=功率开关在 开启状态，并且可W控制第四功率开关和第二功率开关在关断状态，从而可W执行旁路功 能。
[0020] 优选地，但不必须地，电力单元驱动器控制第四功率开关和第二功率开关在开启 状态，并且可W控制第一功率开关和第=功率开关在关断状态，从而可W执行旁路功能。
[0021] 本公开的有益效果
[0022] 本公开具有的有益效果为，旁路功能甚至可W通过省掉单独的旁路开关执行，从 而即使在每个单元电池中没有旁路开关也可W执行稳定操作，并且由于不使用额外的例如 MC(磁性控制器）的旁路开关，可W实现节约成本。
【附图说明】
[0023] 图1是示出C皿（级联H桥）逆变器的例子的电路图；
[0024] 图2是使用旁路开关的电力单元组件的例子；
[00巧]图3是不使用旁路开关的电力单元组件的例子；
[0026]图4是关于电感负载的操作波形的例子；
[0027] 图5是根据本发明公开的示例性实施例的控制用于实现旁路功能的功率开关的 方法；
[0028] 图6是根据本发明公开的另一个示例性实施例的控制用于实现旁路功能的功率 开关的方法。
【具体实施方式】
[0029] 各种示例性实施例将参考附图在下文中进行更充分的描述，在附图中显示一些示 例性实施例。
[0030] 参考图3,根据本公开的C皿逆变器中的每个电力单元组件30可W包括整流器 31，DC端电容器32和单相全桥逆变器单元33,并且可W通过控制电力单元驱动器35进行 操作。
[0031] 整流器31可W将从移相变压器输入的AC电压转换成DC电压并且DC端电容器 32可W充入经整流器31整流的电压。DC端电压Vd。的大小可W由整流器31的输入功率和 逆变器的输出端功率之间的差异来确定。目P，当从电源侧提供的输入功率大于负载消耗的 输出功率时，DC端电压Vd。增加，并且当从电源侧提供的输入功率小于负载消耗的输出功率 时，DC端电压Vd。减小。
[003引单相全桥逆变器单元33可包括：跨接于DC端电容器32的串联连接的第一功率开 关Ql和第四功率开关Q4,W及跨接于DC端电容器32