專利名稱：三電平逆變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三電平電壓源逆變器結(jié)構(gòu)裝置，屬于電力電子逆變器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的全面發(fā)展，電力電子裝置已經(jīng)被廣泛使用，人們對電力電子裝置的大功率、耐高壓、低諧波擾動的要求越來越強烈。多電平逆變裝置具有功率大、開關(guān)頻率低、輸出諧波小、動態(tài)響應(yīng)速度快、電磁兼容性好等優(yōu)點，并可以使耐壓值低的電力電子器件可靠應(yīng)用于高壓大功率領(lǐng)域，并有效地減少脈寬調(diào)制(簡稱PWM) 控制產(chǎn)生的高次諧波。但是，由于公知的二極管鉗位型三電平逆變裝置的二極管數(shù)目多、電容飛跨型三電平逆變裝置控制復(fù)雜、H橋級聯(lián)型三電平逆變裝置需要獨立的直流源都存在固有缺點，抑制了三電平逆變裝置在實際中的推廣和使用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服公知的三電平逆變裝置在拓撲結(jié)構(gòu)上的不足，本實用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活，且易于擴展為輸出更多電平電壓的新型三電平逆變裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的三電平逆變裝置包括直流電源(E)，電解電容(Cl)，電解電容(C2)，六個絕緣柵雙極晶體管(Sal、Sa2、Sa3、Sa4、 Sa5、Sa6)。直流電源(E)的正極端、電解電容(Cl)的正極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sal) 的集電極，直流電源(E)的負極端、電解電容(C2)的負極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4) 的發(fā)射極，電解電容(Cl)的負極端與絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的發(fā)射極相連，絕緣柵雙極晶體管(Sal)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa5) 的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa3)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的發(fā)射極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管 (Sa6)的集電極連接A相的輸出端。通過控制六個不同的絕緣柵雙極晶體管(Sal、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)的導(dǎo)通或關(guān)斷可以很容易實現(xiàn)三個電平電壓的輸出。本實用新型的有益效果是，容易實現(xiàn)三個電平電壓的輸出，拓撲結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活，同時易于擴展成為輸出更多電平電壓的逆變裝置，在實際應(yīng)用中存在很大價值。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的A相拓撲結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型的三相拓撲結(jié)構(gòu)圖。圖中E為直流電源，C1、C2為電解電容，Sal、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6為絕緣柵雙極晶體管，A為電壓輸出端。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作具體的說明。結(jié)合圖1，本實用新型電路結(jié)構(gòu)包括直流電源(E)，電解電容(Cl)，電解電容(C2)， 六個絕緣柵雙極晶體管(Sal、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)。直流電源(E)的正極端、電解電容(Cl)的正極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sal)的集電極，直流電源(E)的負極端、電解電容(C2)的負極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的發(fā)射極，電解電容(Cl)的負極端與絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的發(fā)射極相連，絕緣柵雙極晶體管(Sal)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管 (Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa3)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的發(fā)射極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。通過控制不同絕緣柵雙極晶體管(Sal、Sa2、Sa3、Sa4、Sa5、Sa6)的導(dǎo)通與關(guān)斷可以很容易實現(xiàn)三個電平電壓的輸出。具體實施時，圖1中每個絕緣柵雙極晶體管也可以由兩個或多個絕緣柵雙極晶體管串聯(lián)實現(xiàn)。每個電解電容也可以由多個電解電容串聯(lián)實現(xiàn)或并聯(lián)實現(xiàn)，再或者串聯(lián)并聯(lián)混合實現(xiàn)。每個絕緣柵雙極晶體管也可由其他全控型器件替換使用，其他全控型器件包括集成門極換流晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管。圖2為本實用新型組成的逆變裝置三相拓撲結(jié)構(gòu)。本實用新型，所用電解電容數(shù)量少，無需控制中點電位的平衡，且每一相僅有兩個電解電容，電路結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活。與公知的多電平拓撲結(jié)構(gòu)相比，本實用新型便于擴展成為更多電平電壓的逆變裝置。
權(quán)利要求1.三電平逆變裝置，其特征是它包括直流電源(E)，電解電容(Cl)，電解電容(C2)，絕緣柵雙極晶體管(SaUSa2,Sa3,Sa4,Sa5,Sa6)；直流電源(E)的正極端、電解電容(Cl)的正極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sal)的集電極，直流電源(E)的負極端、電解電容(C2)的負極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的發(fā)射極，電解電容(Cl)的負極端與絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的發(fā)射極相連，絕緣柵雙極晶體管(Sal)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa3)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的發(fā)射極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa5) 的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的三電平逆變裝置，其特征是每個絕緣柵雙極晶體管也可以由兩個或多個絕緣柵雙極晶體管串聯(lián)實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的三電平逆變裝置，其特征是每個電解電容也可以由多個電解電容串聯(lián)實現(xiàn)或并聯(lián)實現(xiàn)，再或者串聯(lián)并聯(lián)混合實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的三電平逆變裝置，其特征是每個絕緣柵雙極晶體管也可由其他全控型器件替換使用，其他全控型器件包括集成門極換流晶間管、門極可關(guān)斷晶間管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管。
專利摘要本實用新型涉及一種三電平電壓源逆變器結(jié)構(gòu)裝置，屬于電力電子逆變器的技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的三電平逆變裝置，通過以下連接方式構(gòu)成直流電源(E)的正極端、電解電容(C1)的正極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa1)的集電極，直流電源(E)的負極端、電解電容(C2)的負極端連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的發(fā)射極，電解電容(C1)的負極端與絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的發(fā)射極相連，絕緣柵雙極晶體管(Sa1)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa2)的集電極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa3)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的發(fā)射極連接絕緣柵雙極晶體管(Sa4)的集電極，絕緣柵雙極晶體管(Sa5)的發(fā)射極、絕緣柵雙極晶體管(Sa6)的集電極連接A相的輸出端。本實用新型的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活，易于擴展成為更多電平電壓的逆變裝置，有很大的實用價值。
文檔編號H02M7/537GK202261072SQ201120408509
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者劉戰(zhàn), 曹曉冬, 鄧慶偉 申請人:中國礦業(yè)大學