CN105024579A - 一种三电平逆变器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三电平逆变器。包括互相并联的A相大功率开关，B相大功率开关和C相大功率开关；A相大功率开关由A相第一开关模块和A相第二开关模块并联构成，B相大功率开关由B相第一开关模块和B相第二开关模块并联构成，C相大功率开关由C相第一开关模块和C相第二开关模块并联构成；所述开关模块具有电流输入端和电流输出端，电流输入端或者电流输出端之一串联一电感后再并联。通过电感的设置，实现了每个模块的精确均流，能够有效避免偏流。本发明还具有结构简单，易于实现，性能稳定的突出特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种三电平逆变器。
背景技术
如图1所示是一种作为现有技术的三电平逆变器，所述三电平逆变器将输入端Input的直流电DC逆变为交流电AC由输出端Output输出。该逆变器由三个相同的开关模块11a/11b/11c组成，每一开关模块中包含有四个IGBT开关和两个二极管，且有四个端子，分别是U/N/O/P。逆变器中当流过开关的电流ia、ib或者ic大于开关器件S的电流额定值时，就需要选用电流额定值更大的开关器件。
现有技术中还有一种做法就是将开关并联，并联后的开关能够承受更大的电流应力。如图2所示，将开关模块211和开关模块212并联，组成一个新的开关模块，用来替换图1中的开关模块11a/11b/11c。这样逆变器承受更大的负载电流。如图2所示的开关模块并联连接方式是将开关模块211和开关模块212的四个端子直接并联，更具体地说，端子U1和U2直接连接，端子N1和N2直接连接，端子O1和O2直接连接，端子P1和P2直接连接。理想状态下，开关模块211和开关模块212选择参数完全相同的开关模块，直接并联时这两个开关模块中流过的电流就会相同，不会出现偏流的现象。然后，现实应用中，由于生产工艺的偏差，开关模块的参数不会完全相同，将开关模块直接并联的时候，就会出现偏流的现象，这将会导致流过电流较大的开关最先老化损坏，这不利于设备的长期稳定运行。于是就需要提供一种可以严格均流的并联式大功率开关，以解决现有技术中的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种三电平逆变器，实现精确均流，并且简单易实现。
本发明的技术方案如下：
一种三电平逆变器，其特征在于，它包括互相并联的A相大功率开关，B相大功率开关和C相大功率开关；A相大功率开关由A相第一开关模块和A相第二开关模块并联构成，B相大功率开关由B相第一开关模块和B相第二开关模块并联构成，C相大功率开关由C相第一开关模块和C相第二开关模块并联构成；每个开关模块包括互相串联的IGBT开关S1，IGBT开关S2，IGBT开关S3和IGBT开关S4；每个开关模块还包括互相串联的二极管D1和二极管D2；二极管D1和二极管D2的串联支路的第一端子连接在IGBT开关S1和IGBT开关S2之间，第二端子连接在IGBT开关S3和IGBT开关S4之间；各个开关模块中的IGBT开关串联支路第一端互相连接；各个开关模块中的IGBT开关串联支路第二端互相连接；
所述开关模块的电流输入端或者电流输出端串联一电感后再并联；同一个大功率开关所用的电感的参数相同。
本发明的积极效果在于：
本发明三电平逆变器的输出端不再需要输出滤波电感，设计的输出滤波电感的电感值可以均分在电感L1和电感L2中。通过串联的电感的参数的一致性，使得并联的开关模块能够精确均流，从而可以忽略并联的开关模块的寄生参数的不一致性导致的偏流。因此本发明是一种具有严格、精确均流并联式大功率开关的三电平逆变器，不会出现偏流现象，有利于设备的长期稳定运行。本发明还具有结构简单，易于实现，性能稳定的突出特点。
附图说明
图1是背景技术所述一种三电平逆变器的拓扑结构图。
图2是作为现有技术中的一种并联功率开关的结构示意图。
图3是本发明三电平逆变器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一、电感L串联在电流输出端O。
本实施例的三电平逆变器包括互相并联的A相大功率开关41a，B相大功率开关41b和C相大功率开关41c。
A相大功率开关41a由A相第一开关模块411a和A相第二开关模块412a并联构成。B相大功率开关41b由B相第一开关模块411b和B相第二开关模块412b并联构成。C相大功率开关41c由C相第一开关模块411c和C相第二开关模块412c并联构成。
每个开关模块包括互相串联的IGBT开关S1，IGBT开关S2，IGBT开关S3和IGBT开关S4。每个开关模块还包括互相串联的二极管D1和二极管D2，二极管D1和二极管D2的串联支路的第一端子连接在IGBT开关S1和IGBT开关S2之间，第二端子连接在IGBT开关S3和IGBT开关S4之间。
各个开关模块中的IGBT开关串联支路第一端互相连接。各个开关模块中的IGBT开关串联支路第二端互相连接。具体地说，A相第一开关模块411a中的IGBT开关串联支路第一端U1，A相第二开关模块412a中的IGBT开关串联支路第一端U2，B相第一开关模块411b中的IGBT开关串联支路第一端U1，B相第二开关模块412b中的IGBT开关串联支路第一端U2，C相第一开关模块411c中的IGBT开关串联支路第一端U1以及C相第二开关模块412c中的IGBT开关串联支路第一端U2互相连接。A相第一开关模块411a中的IGBT开关串联支路第二端P1，A相第二开关模块412a中的IGBT开关串联支路第二端P2，B相第一开关模块411b中的IGBT开关串联支路第二端P1，B相第二开关模块412b中的IGBT开关串联支路第二端P2，C相第一开关模块411c中的IGBT开关串联支路第二端P1以及C相第二开关模块412c中的IGBT开关串联支路第第二端P2互相连接。
各个开关模块中二极管D1和二极管D2的串联支路的中间端子作为电流输入端均接入三电平逆变器输入端。各个开关模块中IGBT开关串联支路的中间端子作为电流输出端各自串接一电感后均接入三电平逆变器输出端。
实施例二、电感L串联在电流输入端N。
各个开关模块中二极管D1和二极管D2的串联支路的中间端子作为电流输入端各自串接一电感后均接入三电平逆变器输入端。各个开关模块中IGBT开关串联支路的中间端子作为电流输出端均接入三电平逆变器输出端。其它同实施例一。
上述实施例中，同一个大功率开关所用的电感的参数相同，以确保三电平逆变器的每相的输出滤波电感被均分为两个电感，分别设置在所述并联式大功率开关中。
Claims (1)
1.一种三电平逆变器，其特征在于，它包括互相并联的A相大功率开关，B相大功率开关和C相大功率开关；A相大功率开关由A相第一开关模块和A相第二开关模块并联构成，B相大功率开关由B相第一开关模块和B相第二开关模块并联构成，C相大功率开关由C相第一开关模块和C相第二开关模块并联构成；每个开关模块包括互相串联的IGBT开关S1，IGBT开关S2，IGBT开关S3和IGBT开关S4；每个开关模块还包括互相串联的二极管D1和二极管D2；二极管D1和二极管D2的串联支路的第一端子连接在IGBT开关S1和IGBT开关S2之间，第二端子连接在IGBT开关S3和IGBT开关S4之间；各个开关模块中的IGBT开关串联支路第一端互相连接；各个开关模块中的IGBT开关串联支路第二端互相连接；
所述开关模块的电流输入端或者电流输出端串联一电感后再并联；同一个大功率开关所用的电感的参数相同。
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| CN2901688Y (zh) * | 2006-05-25 | 2007-05-16 | 山东新风光电子科技发展有限公司 | 一种电流源的逆变电路 |
| CN101860227A (zh) * | 2010-04-21 | 2010-10-13 | 东南大学 | 直流侧集成超导磁储能的电流源型风能变换装置 |
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