CN108111092B - 一种逆变电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路技术领域，公开了一种逆变电路，包括：输入电路和串联电路，所述输入电路接收外部交流电源，并将所述交流电源进行半桥整流，输出为直流电源，所述串联电路接收所述直流电源，并将所述直流电源逆变为两路交流三电平，通过所述两路交流三电平对电机进行控制，通过若干IGBT实现两路三电平逆变功能，电路成本较低，稳定性强，且提升了电机的极对数，增加了电机力矩输出。

Description

一种逆变电路
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种逆变电路。
背景技术
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来。目前，高压变频器大多采用移相变压器，采用模块串联移相输出，导致设备体积大，成本高，不易维护。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种逆变电路，通过若干IGBT实现两路三电平逆变功能，电路成本较低，稳定性强，且提升了电机的极对数，增加了电机力矩输出。
为实现上述目的，本发明提供的一种逆变电路，包括：输入电路和串联电路，所述输入电路接收外部交流电源，并将所述交流电源进行半桥整流，输出为直流电源，所述串联电路接收所述直流电源，并将所述直流电源逆变为两路交流三电平，通过所述两路交流三电平对电机进行控制。
可选地，所述串联电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D18和24个绝缘栅双极型晶体管Q1-Q24，其中，电容C1的一端与节点a、晶体管Q1的集电极、晶体管Q2的集电极及晶体管Q3的集电极连接在一起，电容C1的另一端与电容C2的一端、二极管D1的正极、二极管D7的负极、二极管D2的正极、二极管D8的负极、二极管D3的正极及二极管D9的负极连接在一起，二极管D1的负极与晶体管Q1的发射极及晶体管Q4的集电极连接，二极管D7的正极与晶体管Q7的发射极及晶体管Q10的集电极连接，二极管D2的负极与晶体管Q2的发射极及晶体管Q5的集电极连接，二极管D8的正极与晶体管Q8的发射极及晶体管Q11的集电极连接，二极管D3的负极与晶体管Q3的发射极及晶体管Q6的集电极连接，二极管D9的正极与晶体管Q9的发射极及晶体管Q12的集电极连接，晶体管Q6的发射极与晶体管Q9的集电极连接在一起作为第一路交流输出的U相，晶体管Q5的发射极与晶体管Q8的集电极连接在一起作为第一路交流输出的V相，晶体管Q4的发射极与晶体管Q7的集电极连接在一起作为第一路交流输出的W相；电容C2的另一端与电容C3的一端、晶体管Q10的发射极及晶体管Q13的集电极连接，电容C3的另一端与电容C4的一端、二极管D13的正极、二极管D16的负极、二极管D14的正极、二极管D17的负极、二极管D15的正极及二极管D18的负极连接在一起，二极管D13的负极与晶体管Q13的发射极及晶体管Q16的集电极连接，二极管D16的正极与晶体管Q19的发射极及晶体管Q22的集电极连接，二极管D14的负极与晶体管Q14的发射极及晶体管Q17的集电极连接，二极管D17的正极与晶体管Q20的发射极及晶体管Q23的集电极连接，二极管D15的负极与晶体管Q15的发射极及晶体管Q18的集电极连接，二极管D18的正极与晶体管Q21的发射极及晶体管Q24的集电极连接，晶体管Q18的发射极与晶体管Q21的集电极连接在一起作为第二路交流输出的U相，晶体管Q17的发射极与晶体管Q20的集电极连接在一起作为第二路交流输出的V相，晶体管Q16的发射极与晶体管Q19的集电极连接在一起作为第二路交流输出的W相；电容C4的另一端与节点b、晶体管Q22的发射极、晶体管Q23的发射极及晶体管Q24的发射极连接在一起，晶体管Q1-Q24的门极皆悬空。
可选地，所述输入电路包括：二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D10、二极管D11和二极管D12，其中，二极管D4的正极、二极管D10的负极与三相交流电源A相连接，二极管D5的正极、二极管D11的负极与三相交流电源B相连接，二极管D6的正极、二极管D12的负极与三相交流电源C相连接，二极管D4的负极与二极管D5的负极、二极管D6的负极与节点a连接，二极管D10的正极与二极管D11的正极、二极管D12的正极与节点b连接。
本发明提出的一种逆变电路，包括：输入电路和串联电路，所述输入电路接收外部交流电源，并将所述交流电源进行半桥整流，输出为直流电源，所述串联电路接收所述直流电源，并将所述直流电源逆变为两路交流三电平，通过所述两路交流三电平对电机进行控制，通过若干IGBT实现两路三电平逆变功能，电路成本较低，稳定性强，且提升了电机的极对数，增加了电机力矩输出。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种逆变电路的功能示意图；
图2为本发明实施例提供的一种串联电路的电路图；
图3为本发明实施例提供的一种输入电路的电路图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，在本实施例中，一种逆变电路，包括：输入电路和串联电路，所述输入电路接收外部交流电源，并将所述交流电源进行半桥整流，输出为直流电源，所述串联电路接收所述直流电源，并将所述直流电源逆变为两路交流三电平，通过所述两路交流三电平对电机进行控制。
在本实施例中，通过若干IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）实现两路三电平逆变功能，电路成本较低，稳定性强，且提升了电机的极对数，增加了电机力矩输出。
如图2所示，在本实施例中，所述串联电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D18和24个绝缘栅双极型晶体管Q1-Q24，其中，电容C1的一端与节点a、晶体管Q1的集电极、晶体管Q2的集电极及晶体管Q3的集电极连接在一起，电容C1的另一端与电容C2的一端、二极管D1的正极、二极管D7的负极、二极管D2的正极、二极管D8的负极、二极管D3的正极及二极管D9的负极连接在一起，二极管D1的负极与晶体管Q1的发射极及晶体管Q4的集电极连接，二极管D7的正极与晶体管Q7的发射极及晶体管Q10的集电极连接，二极管D2的负极与晶体管Q2的发射极及晶体管Q5的集电极连接，二极管D8的正极与晶体管Q8的发射极及晶体管Q11的集电极连接，二极管D3的负极与晶体管Q3的发射极及晶体管Q6的集电极连接，二极管D9的正极与晶体管Q9的发射极及晶体管Q12的集电极连接，晶体管Q6的发射极与晶体管Q9的集电极连接在一起作为第一路交流输出的U相，晶体管Q5的发射极与晶体管Q8的集电极连接在一起作为第一路交流输出的V相，晶体管Q4的发射极与晶体管Q7的集电极连接在一起作为第一路交流输出的W相；电容C2的另一端与电容C3的一端、晶体管Q10的发射极及晶体管Q13的集电极连接，电容C3的另一端与电容C4的一端、二极管D13的正极、二极管D16的负极、二极管D14的正极、二极管D17的负极、二极管D15的正极及二极管D18的负极连接在一起，二极管D13的负极与晶体管Q13的发射极及晶体管Q16的集电极连接，二极管D16的正极与晶体管Q19的发射极及晶体管Q22的集电极连接，二极管D14的负极与晶体管Q14的发射极及晶体管Q17的集电极连接，二极管D17的正极与晶体管Q20的发射极及晶体管Q23的集电极连接，二极管D15的负极与晶体管Q15的发射极及晶体管Q18的集电极连接，二极管D18的正极与晶体管Q21的发射极及晶体管Q24的集电极连接，晶体管Q18的发射极与晶体管Q21的集电极连接在一起作为第二路交流输出的U相，晶体管Q17的发射极与晶体管Q20的集电极连接在一起作为第二路交流输出的V相，晶体管Q16的发射极与晶体管Q19的集电极连接在一起作为第二路交流输出的W相；电容C4的另一端与节点b、晶体管Q22的发射极、晶体管Q23的发射极及晶体管Q24的发射极连接在一起，晶体管Q1-Q24的门极皆悬空。
在本实施例中，IGBT成本低，电路稳定性强，逆变输出的两路三电平，按照逻辑时序进行高频开关，相当于提升了电机极对数，增加了电机力矩输出，且每路三电平的输出电压降低了一半，提升了电机的绝缘性能。
在本实施例中，电机为星形连接。
如图3所示，在本实施例中，所述输入电路包括：二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D10、二极管D11和二极管D12，其中，二极管D4的正极、二极管D10的负极与三相交流电源A相连接，二极管D5的正极、二极管D11的负极与三相交流电源B相连接，二极管D6的正极、二极管D12的负极与三相交流电源C相连接，二极管D4的负极与二极管D5的负极、二极管D6的负极与节点a连接，二极管D10的正极与二极管D11的正极、二极管D12的正极与节点b连接。
在本实施例中，输入电路采用半控桥整流电路，具有软启功能，三相半控桥整流电路具有整流输出电压脉动系数小，励磁电流平滑等优点，在整流输出电压相同的情况下，电路元器件电压等级可选低一些，进而降低了电路成本。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种逆变电路，其特征在于，包括：输入电路和串联电路，所述输入电路接收外部交流电源，并将所述交流电源进行半桥整流，输出为直流电源，所述串联电路接收所述直流电源，并将所述直流电源逆变为两路交流三电平，通过所述两路交流三电平对电机进行控制；
所述串联电路包括：电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、二极管D18和24个绝缘栅双极型晶体管Q1-Q24，其中，电容C1的一端与节点a、晶体管Q1的集电极、晶体管Q2的集电极及晶体管Q3的集电极连接在一起，电容C1的另一端与电容C2的一端、二极管D1的正极、二极管D7的负极、二极管D2的正极、二极管D8的负极、二极管D3的正极及二极管D9的负极连接在一起，二极管D1的负极与晶体管Q1的发射极及晶体管Q4的集电极连接，二极管D7的正极与晶体管Q7的发射极及晶体管Q10的集电极连接，二极管D2的负极与晶体管Q2的发射极及晶体管Q5的集电极连接，二极管D8的正极与晶体管Q8的发射极及晶体管Q11的集电极连接，二极管D3的负极与晶体管Q3的发射极及晶体管Q6的集电极连接，二极管D9的正极与晶体管Q9的发射极及晶体管Q12的集电极连接，晶体管Q6的发射极与晶体管Q9的集电极连接在一起作为第一路交流输出的U相，晶体管Q5的发射极与晶体管Q8的集电极连接在一起作为第一路交流输出的V相，晶体管Q4的发射极与晶体管Q7的集电极连接在一起作为第一路交流输出的W相；电容C2的另一端与电容C3的一端、晶体管Q10的发射极及晶体管Q13的集电极连接，电容C3的另一端与电容C4的一端、二极管D13的正极、二极管D16的负极、二极管D14的正极、二极管D17的负极、二极管D15的正极及二极管D18的负极连接在一起，二极管D13的负极与晶体管Q13的发射极及晶体管Q16的集电极连接，二极管D16的正极与晶体管Q19的发射极及晶体管Q22的集电极连接，二极管D14的负极与晶体管Q14的发射极及晶体管Q17的集电极连接，二极管D17的正极与晶体管Q20的发射极及晶体管Q23的集电极连接，二极管D15的负极与晶体管Q15的发射极及晶体管Q18的集电极连接，二极管D18的正极与晶体管Q21的发射极及晶体管Q24的集电极连接，晶体管Q18的发射极与晶体管Q21的集电极连接在一起作为第二路交流输出的U相，晶体管Q17的发射极与晶体管Q20的集电极连接在一起作为第二路交流输出的V相，晶体管Q16的发射极与晶体管Q19的集电极连接在一起作为第二路交流输出的W相；电容C4的另一端与节点b、晶体管Q22的发射极、晶体管Q23的发射极及晶体管Q24的发射极连接在一起，晶体管Q1-Q24的门极皆悬空。
2.根据权利要求1所述的一种逆变电路，其特征在于，所述输入电路包括：二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D10、二极管D11和二极管D12，其中，二极管D4的正极、二极管D10的负极与三相交流电源A相连接，二极管D5的正极、二极管D11的负极与三相交流电源B相连接，二极管D6的正极、二极管D12的负极与三相交流电源C相连接，二极管D4的负极与二极管D5的负极、二极管D6的负极与节点a连接，二极管D10的正极与二极管D11的正极、二极管D12的正极与节点b连接。
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