CN2666031Y

CN2666031Y - 五电平双向逆变的中高压变频电源装置

Info

Publication number: CN2666031Y
Application number: CN 200320107353
Authority: CN
Inventors: 李瑞来; 尹彭飞; 胡顺全; 孔凡东; 田玉芳
Original assignee: Fengguang Electronic Co ltd Sh
Current assignee: Shandong Xinfeng Photoelectric Science & Technology Development Co., Ltd.
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2013-11-26

Abstract

五电平双向逆变的中高压变频电源装置，涉及有电感、电子开关器件和滤波电容组成。主电路中，由3个电感、48个IGBT器件或IGCT器件、36个二极管、4个滤波电容组成。所说的主电路中主要由六个桥臂和四个电容依次串联后相并联组成。有八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂。本实用新型与现有技术相比，减少了变压器，使成本降低，设备体积减小，效率提高；可以使能量在电网和负载间双向流动。

Description

五电平双向逆变的中高压变频电源装置

技术领域：本实用新型涉及变频电源装置，尤其涉及五电平双向逆变的中高压变频电源装置。

背景技术：现装置有的中高压变频电源主要涉及有两种方式：第一种称为高——低——高的结构，其特点是把中高压电源通过变压器变为低电压连接到低压变频电源装置上，最后变频电源装置的输出再通过变压器变为所需要的中高压电源；第二种称为高——高的结构，其特点是把中高压电源通过变压器变为多个相互独立的低压相移绕组，对每个低压绕组进行逆变后再相互串联成为所需要的中高压电源。在这两种结构中都需要有体积庞大的变压器，这样使得整个设备体积庞大，并且由于变压器的存在导致整个***的效率下降。在这两种结构中存在能量双向传送的困难。

实用新型内容：本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种五电平双向逆变的中高压变频电源装置，从而解决现有技术中整个设备的体积庞大和效率低的问题，同时解决能量双向传送的困难，在相同的功率条件下，使变频电源装置的体积缩小，效率提高，并且实现能量的双向流动。本实用新型所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，涉及有电感、电子开关器件和滤波电容组成。在本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置的主电路中，由3个电感、48个IGBT器件或IGCT器件、36个二极管、4个滤波电容组成。所说的主电路中主要由六个桥臂和四个电容依次串联后相并联组成。有八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件依次串联形成一个桥臂。电感的一端接IGBT或IGCT器件T24与T25的连接点上，另一端留为电源的输入端，电感的一端接IGBT或IGCT器件T14与T15的连接点上，另一端留为电源的输入端，电感的一端接IGBT或IGCT器件T34与T35的连接点上，另一端留为电源的输入端；二极管的极性方向一致。二极管D1的阴极与IGBT或IGCT器件T21和T22的连接点相连；二极管D2的阴极与IGBT或IGCT器件T31和T32的连接点相连；二极管D3的阴极与IGBT或IGCT器件T11和T12的连接点相连；二极管D1、D2、D3的阳极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D4的阴极与IGBT或IGCT器件T23和T22的连接点相连；二极管D5的阴极与IGBT或IGCT器件T33和T32的连接点相连；二极管D6的阴极与IGBT或IGCT器件T13和T12的连接点相连；二极管D4、D5、D6的阳极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D7的阴极与IGBT或IGCT器件T23和T24的连接点相连；二极管D8的阴极与IGBT或IGCT器件T33和T34的连接点相连；二极管D9的阴极与IGBT或IGCT器件T13和T14的连接点相连；二极管D7、D8、D9的阳极均与电容C3和C4的连接点相连。二极管D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18的极性方向一致。二极管D10的阳极与IGBT或IGCT器件T25和T26的连接点相连；二极管D11的阳极与IGBT或IGCT器件T35和T36的连接点相连；二极管D12的阳极与IGBT或IGCT器件T15和T16的连接点相连；二极管D10、D11、D12的阴极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D13的阳极与IGBT或IGCT器件T27和T26的连接点相连；二极管D14的阳极与IGBT或IGCT器件T37和T36的连接点相连；二极管D15的阳极与IGBT或IGCT器件T17和T16的连接点相连；二极管D13、D14、D15的阴极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D16的阳极与IGBT或IGCT器件T27和T28的连接点相连；二极管D17的阳极与IGBT或IGCT器件T37和T38的连接点相连；二极管D18的阳极与IGBT或IGCT器件T17和T18的连接点相连；二极管D16、D17、D18的阴极均与电容C3和C4的连接点相连。二极管D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27的极性方向一致。二极管D19的阴极与IGBT或IGCT器件T51和T52的连接点相连；二极管D20的阴极与IGBT或IGCT器件T41和T42的连接点相连；二极管D21的阴极与IGBT或IGCT器件T61和T62的连接点相连；二极管D19、D20、D21的阳极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D22的阴极与IGBT或IGCT器件T53和T52的连接点相连；二极管D23的阴极与IGBT或IGCT器件T43和T42的连接点相连；二极管D24的阴极与IGBT或IGCT器件T63和T62的连接点相连；二极管D22、D23、D24的阳极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D25的阴极与IGBT或IGCT器件T53和T54的连接点相连；二极管D26的阴极与IGBT或IGCT器件T43和T44的连接点相连；二极管D27的阴极与IGBT或IGCT器件T63和T64的连接点相连；二极管D25、D26、D27的阳极均与电容C3和C4的连接点相连。二极管D28、D29、D30、D31、D32、D33、D34、D35、D36的极性方向一致。二极管D28的阳极与IGBT或IGCT器件T55和T56的连接点相连；二极管D29的阳极与IGBT或IGCT器件T45和T46的连接点相连；二极管D30的阳极与IGBT或IGCT器件T65和T66的连接点相连；二极管D28、D29、D30的阴极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D31的阳极与IGBT或IGCT器件T57和T56的连接点相连；二极管D32的阳极与IGBT或IGCT器件T47和T46的连接点相连；二极管D33的阳极与IGBT或IGCT器件T67和T66的连接点相连；二极管D31、D32、D33的阴极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D34的阳极与IGBT或IGCT器件T57和T58的连接点相连；二极管D35的阳极与IGBT或IGCT器件T47和T48的连接点相连；二极管D36的阳极与IGBT或IGCT器件T67和T68的连接点相连；二极管D34、D35、D36的阴极均与电容C3和C4的连接点相连。在该装置中IGBT或IGCT器件T44和T45的连接点为其中的一相输出，IGBT或IGCT器件T54和T55的连接点为其中的一相输出，IGBT或IGCT器件T64和T65的连接点为其中的一相输出。本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置，通过3个电感，48个IGBT或IGCT器件，4个电容，36个二极管实现能量的双向流动并运用到中高压变频电源装置中。

本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置的变换能力强，如果要输出两相时，只要去掉所说电路中的由T61、T62、T63、T64、T65、T66、T67、T68组成的桥臂和二极管D21、D24、D27、D30、D33、D36即可。如果输入电压高时，电容C1、C2、C3、C4的耐压不够，只需要多用几个电容串联后作为一个电容分别代替电容C1、C2、C3、C4即可满足要求。本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置，与现有技术的中高压变频电源装置相比，减少了变压器，使成本降低，设备体积减小；在同等的功率下，效率提高；可以使能量在电网和负载间双向流动，能在有些场合把电动机作为发电机使用，使电动机侧的非电能通过电动机转化为电能回馈到电网；本实用新型的电路通过控制的改变，可以运用到功率补偿方面。

附图说明：附图是本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置的主电路图。

具体实施方式：现参照附图，结合实施例详细说明如下：本实用新型所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，涉及有电感、电子开关器件和滤波电容组成。在本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置的主电路中，由3个电感(L1、L2、L3)、48个IGBT器件或IGCT器件(T11、T12、T13、......、T66、T67、T68)、36个二极管(D1、D2、D3、......、D34、T35、T36)、4个滤波电容(C1、C2、C3、C4)组成。所说的主电路中主要由六个桥臂和四个电容C1、C2、C3、C4依次串联后相并联组成。有八个IGBT或IGCT器件T11、T12、T13、T14、T15、T16、T17、T18依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T21、T22、T23、T24、T25、T26、T27、T28依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T31、T32、T33、T34、T35、T36、T37、T38依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T41、T42、T43、T44、T45、T46、T47、T48依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T51、T52、T53、T54、T55、T56、T57、T58依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T61、T62、T63、T64、T65、T66、T67、T68依次串联形成一个桥臂。电感L1的一端接IGBT或IGCT器件T24与T25的连接点上，另一端留为电源的输入端，电感L2的一端接IGBT或IGCT器件T14与T15的连接点上，另一端留为电源的输入端，电感L3的一端接IGBT或IGCT器件T34与T35的连接点上，另一端留为电源的输入端；二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9的极性方向一致。二极管D1的阴极与IGBT或IGCT器件T21和T22的连接点相连；二极管D2的阴极与IGBT或IGCT器件T31和T32的连接点相连；二极管D3的阴极与IGBT或IGCT器件T11和T12的连接点相连；二极管D1、D2、D3的阳极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D4的阴极与IGBT或IGCT器件T23和T22的连接点相连；二极管D5的阴极与IGBT或IGCT器件T33和T32的连接点相连；二极管D6的阴极与IGBT或IGCT器件T13和T12的连接点相连；二极管D4、D5、D6的阳极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D7的阴极与IGBT或IGCT器件T23和T24的连接点相连；二极管D8的阴极与IGBT或IGCT器件T33和T34的连接点相连；二极管D9的阴极与IGBT或IGCT器件T13和T14的连接点相连；二极管D7、D8、D9的阳极均与电容C3和C4的连接点相连。二极管D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18的极性方向一致。二极管D10的阳极与IGBT或IGCT器件T25和T26的连接点相连；二极管D11的阳极与IGBT或IGCT器件T35和T36的连接点相连；二极管D12的阳极与IGBT或IGCT器件T15和T16的连接点相连；二极管D10、D11、D12的阴极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D13的阳极与IGBT或IGCT器件T27和T26的连接点相连；二极管D14的阳极与IGBT或IGCT器件T37和T36的连接点相连；二极管D15的阳极与IGBT或IGCT器件T17和T16的连接点相连；二极管D13、D14、D15的阴极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D16的阳极与IGBT或IGCT器件T27和T28的连接点相连；二极管D17的阳极与IGBT或IGCT器件T37和T38的连接点相连；二极管D18的阳极与IGBT或IGCT器件T17和T18的连接点相连；二极管D16、D17、D18的阴极均与电容C3和C4的连接点相连。二极管D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27的极性方向一致。二极管D19的阴极与IGBT或IGCT器件T51和T52的连接点相连；二极管D20的阴极与IGBT或IGCT器件T41和T42的连接点相连；二极管D21的阴极与IGBT或IGCT器件T61和T62的连接点相连；二极管D19、D20、D21的阳极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D22的阴极与IGBT或IGCT器件T53和T52的连接点相连；二极管D23的阴极与IGBT或IGCT器件T43和T42的连接点相连；二极管D24的阴极与IGBT或IGCT器件T63和T62的连接点相连；二极管D22、D23、D24的阳极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D25的阴极与IGBT或IGCT器件T53和T54的连接点相连；二极管D26的阴极与IGBT或IGCT器件T43和T44的连接点相连；二极管D27的阴极与IGBT或IGCT器件T63和T64的连接点相连；二极管D25、D26、D27的阳极均与电容C3和C4的连接点相连。二极管D28、D29、D30、D31、D32、D33、D34、D35、D36的极性方向一致。二极管D28的阳极与IGBT或IGCT器件T55和T56的连接点相连；二极管D29的阳极与IGBT或IGCT器件T45和T46的连接点相连；二极管D30的阳极与IGBT或IGCT器件T65和T66的连接点相连；二极管D28、D29、D30的阴极均与电容C1和C2的连接点相连。二极管D31的阳极与IGBT或IGCT器件T57和T56的连接点相连；二极管D32的阳极与IGBT或IGCT器件T47和T46的连接点相连；二极管D33的阳极与IGBT或IGCT器件T67和T66的连接点相连；二极管D31、D32、D33的阴极均与电容C3和C2的连接点相连。二极管D34的阳极与IGBT或IGCT器件T57和T58的连接点相连；二极管D35的阳极与IGBT或IGCT器件T47和T48的连接点相连；二极管D36的阳极与IGBT或IGCT器件T67和T68的连接点相连；二极管D34、D35、D36的阴极均与电容C3和C4的连接点相连。在该装置中IGBT或IGCT器件T44和T45的连接点为其中的一相输出，IGBT或IGCT器件T54和T55的连接点为其中的一相输出，IGBT或IGCT器件T64和T65的连接点为其中的一相输出。本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置，通过3个电感，48个IGBT或IGCT器件，4个电容，36个二极管实现能量的双向流动并运用到中高压变频电源装置中。本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置的变换能力强，如果要输出两相时，只要去掉所说电路中的由T61、T62、T63、T64、T65、T66、T67、T68组成的桥臂和二极管D21、D24、D27、D30、D33、D36即可。如果输入电压高时，电容C1、C2、C3、C4的耐压不够，只需要多用几个电容串联后作为一个电容分别代替电容C1、C2、C3、C4即可满足要求。本实用新型所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置，与现有技术的中高压变频电源装置相比，减少了变压器，使成本降低，设备体积减小；在同等的功率下，效率提高；可以使能量在电网和负载间双向流动，能在有些场合把电动机作为发电机使用，使电动机侧的非电能通过电动机转化为电能回馈到电网；本实用新型的电路通过控制的改变，可以运用到功率补偿方面。

Claims

1、五电平双向逆变的中高压变频电源装置，涉及有电感、电子开关器件和滤波电容组成，其特征在于在所述五电平双向逆变的中高压变频电源装置的主电路中，由3个电感(L1、L2、L3)、48个IGBT器件或IGCT器件(T11、T12、T13、......、T66、T67、T68)、36个二极管(D1、D2、D3、......、D34、T35、T36)、4个滤波电容(C1、C2、C3、C4)组成；所说的主电路中主要由六个桥臂和四个电容C1、C2、C3、C4依次串联后相并联组成；有八个IGBT或IGCT器件T11、T12、T13、T14、T15、T16、T17、T18依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T21、T22、T23、T24、T25、T26、T27、T28依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T31、T32、T33、T34、T35、T36、T37、T38依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T41、T42、T43、T44、T45、T46、T47、T48依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T51、T52、T53、T54、T55、T56、T57、T58依次串联形成一个桥臂，八个IGBT或IGCT器件T61、T62、T63、T64、T65、T66、T67、T68依次串联形成一个桥臂。

2、根据权利要求1所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，其特征在于电感L1的一端接IGBT或IGCT器件T24与T25的连接点上，另一端留为电源的输入端，电感L2的一端接IGBT或IGCT器件T14与T15的连接点上，另一端留为电源的输入端，电感L3的一端接IGBT或IGCT器件T34与T35的连接点上，另一端留为电源的输入端；二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9的极性方向一致。

3、根据权利要求所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，其特征在于二极管D1的阴极与IGBT或IGCT器件T21和T22的连接点相连；二极管D2的阴极与IGBT或IGCT器件T31和T32的连接点相连；二极管D3的阴极与IGBT或IGCT器件T11和T12的连接点相连；二极管D1、D2、D3的阳极均与电容C1和C2的连接点相连；二极管D4的阴极与IGBT或IGCT器件T23和T22的连接点相连；二极管D5的阴极与IGBT或IGCT器件T33和T32的连接点相连；二极管D6的阴极与IGBT或IGCT器件T13和T12的连接点相连；二极管D4、D5、D6的阳极均与电容C3和C2的连接点相连；二极管D7的阴极与IGBT或IGCT器件T23和T24的连接点相连；二极管D8的阴极与IGBT或IGCT器件T33和T34的连接点相连；二极管D9的阴极与IGBT或IGCT器件T13和T14的连接点相连；二极管D7、D8、D9的阳极均与电容C3和C4的连接点相连。

4、根据权利要求1所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，其特征在于二极管D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18的极性方向一致；二极管D10的阳极与IGBT或IGCT器件T25和T26的连接点相连；二极管D11的阳极与IGBT或IGCT器件T35和T36的连接点相连；二极管D12的阳极与IGBT或IGCT器件T15和T16的连接点相连；二极管D10、D11、D12的阴极均与电容C1和C2的连接点相连；二极管D13的阳极与IGBT或IGCT器件T27和T26的连接点相连；二极管D14的阳极与IGBT或IGCT器件T37和T36的连接点相连；二极管D15的阳极与IGBT或IGCT器件T17和T16的连接点相连；二极管D13、D14、D15的阴极均与电容C3和C2的连接点相连。

5、根据权利要求1所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，其特征在于二极管D16的阳极与IGBT或IGCT器件T27和T28的连接点相连；二极管D17的阳极与IGBT或IGCT器件T37和T38的连接点相连；二极管D18的阳极与IGBT或IGCT器件T17和T18的连接点相连；二极管D16、D17、D18的阴极均与电容C3和C4的连接点相连；二极管D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27的极性方向一致；二极管D19的阴极与IGBT或IGCT器件T51和T52的连接点相连；二极管D20的阴极与IGBT或IGCT器件T41和T42的连接点相连；二极管D21的阴极与IGBT或IGCT器件T61和T62的连接点相连；二极管D19、D20、D21的阳极均与电容C1和C2的连接点相连。

6、根据权利要求1所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，其特征在于二极管D22的阴极与IGBT或IGCT器件T53和T52的连接点相连；二极管D23的阴极与IGBT或IGCT器件T43和T42的连接点相连；二极管D24的阴极与IGBT或IGCT器件T63和T62的连接点相连；二极管D22、D23、D24的阳极均与电容C3和C2的连接点相连；二极管D25的阴极与IGBT或IGCT器件T53和T54的连接点相连；二极管D26的阴极与IGBT或IGCT器件T43和T44的连接点相连；二极管D27的阴极与IGBT或IGCT器件T63和T64的连接点相连；二极管D25、D26、D27的阳极均与电容C3和C4的连接点相连；二极管D28、D29、D30、D31、D32、D33、D34、D35、D36的极性方向一致；二极管D28的阳极与IGBT或IGCT器件T55和T56的连接点相连；二极管D29的阳极与IGBT或IGCT器件T45和T46的连接点相连；二极管D30的阳极与IGBT或IGCT器件T65和T66的连接点相连；二极管D28、D29、D30的阴极均与电容C1和C2的连接点相连。

7、根据权利要求1所述的五电平双向逆变的中高压变频电源装置，其特征在于二极管D31的阳极与IGBT或IGCT器件T57和T56的连接点相连；二极管D32的阳极与IGBT或IGCT器件T47和T46的连接点相连；二极管D33的阳极与IGBT或IGCT器件T67和T66的连接点相连；二极管D31、D32、D33的阴极均与电容C3和C2的连接点相连；二极管D34的阳极与IGBT或IGCT器件T57和T58的连接点相连；二极管D35的阳极与IGBT或IGCT器件T47和T48的连接点相连；二极管D36的阳极与IGBT或IGCT器件T67和T68的连接点相连；二极管D34、D35、D36的阴极均与电容C3和C4的连接点相连。