CN102510232A - 一种五电平电压源逆变器 - Google Patents

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谭国俊
刘战
何凤有
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Abstract

本发明公开了一种五电平电压源逆变器，属于电力电子逆变器领域，包括直流电源E，三个电解电容C1、C2、Cph，八个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8。有益效果是所用电解电容数量少，没有钳位二极管，且每一相仅有一个电解电容，电路结构简单，控制灵活。

Description

一种五电平电压源逆变器
技术领域
本发明涉及一种电力电子逆变器产品，尤其涉及一种五电平电压源逆变器，属于电力电子逆变器领域。
背景技术
近年来，随着电力电子技术和控制技术的全面发展，电力电子装置已经被广泛使用，人们对电力电子装置的大功率、耐高压、低谐波扰动的要求越来越强烈。多电平逆变装置具有功率大、开关频率低、输出谐波小、动态响应速度快、电磁兼容性好等优点，并可以使耐压值低的电力电子器件可靠应用于高压大功率领域，并有效地减少脉宽调制(简称PWM)控制产生的高次谐波。但是，由于公知的二极管钳位型五电平逆变装置的二极管数目多、电容飞跨型五电平逆变装置控制复杂、H桥级联型五电平逆变装置需要独立的直流源都存在固有缺点，抑制了五电平逆变装置在实际中的推广和使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种五电平电压源逆变器，具有所用电解电容数量少，没有钳位二极管，且每一相仅有一个电解电容，电路结构简单，控制灵活的效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种五电平电压源逆变器，包括直流电源E，三个电解电容C1、C2、Cph，八个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、 IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8，直流电源E的正极端、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1的集电极，直流电源E的负极端、电解电容C2的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的发射极，电解电容C1的负极端、电解电容C2的正极端、绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极与绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极相连，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT2的集电极连接绝缘栅双极晶体管IGBT5的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT3的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT6的发射极连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT7的集电极连接电解电容Cph的正极端，绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的发射极连接电解电容Cph的负极端，绝缘栅双极晶体管IGBT7的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的集电极连接A相的输出端。
所述每个绝缘栅双极晶体管也可以由两个或多个绝缘栅双极晶体管串联。
所述每个电解电容也可以由多个电解电容串联或并联，再或者串联并联混合。
所述每个绝缘栅双极晶体管也可由其他全控型器件替换使用，其他全控型器件包括集成门极换流晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管。
本发明的有益效果是：所用电解电容数量少，没有钳位二极管，且每一相仅有一个电解电容，电路结构简单，控制灵活。
附图说明
图1为本发明的A相拓扑结构图；
图2为本发明的三相拓扑结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括直流电源E，三个电解电容C1、C2、Cph，八个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、 IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8，直流电源E的正极端、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1的集电极，直流电源E的负极端、电解电容C2的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的发射极，电解电容C1的负极端、电解电容C2的正极端、绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极与绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极相连，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT2的集电极连接绝缘栅双极晶体管IGBT5的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT3的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT6的发射极连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT7的集电极连接电解电容Cph的正极端，绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的发射极连接电解电容Cph的负极端，绝缘栅双极晶体管IGBT7的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的集电极连接A相的输出端；每个绝缘栅双极晶体管也可以由两个或多个绝缘栅双极晶体管串联；每个电解电容也可以由多个电解电容串联或并联，再或者串联并联混合；每个绝缘栅双极晶体管也可由其他全控型器件替换使用，其他全控型器件包括集成门极换流晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管。
本发明可以通过控制不同绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、 IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8的导通与关断可以很容易实现五个电平电压的输出，而且所用电解电容数量少，没有钳位二极管，且每一相仅有一个电解电容，电路结构简单，控制灵活。

Claims (4)

1.一种五电平电压源逆变器，其特征在于，包括直流电源E，三个电解电容C1、C2、Cph，八个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8，直流电源E的正极端、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT1的集电极，直流电源E的负极端、电解电容C2的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的发射极，电解电容C1的负极端、电解电容C2的正极端、绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极与绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极相连，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT2的集电极连接绝缘栅双极晶体管IGBT5的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT3的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT6的发射极连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT7的集电极连接电解电容Cph的正极端，绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的发射极连接电解电容Cph的负极端，绝缘栅双极晶体管IGBT7的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的集电极连接A相的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种五电平电压源逆变器，其特征在于，所述每个绝缘栅双极晶体管也可以由两个或多个绝缘栅双极晶体管串联。
3.根据权利要求1所述的一种五电平电压源逆变器，其特征在于，所述每个电解电容也可以由多个电解电容串联或并联，再或者串联并联混合。
4.根据权利要求1所述的一种五电平电压源逆变器，其特征在于，所述每个绝缘栅双极晶体管也可由其他全控型器件替换使用，其他全控型器件包括集成门极换流晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管。
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