新型三相兩電平逆變裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，特別涉及一種新型的三相兩電平逆變裝置用以電氣工程領(lǐng)域各類需要調(diào)壓、調(diào)頻、調(diào)速、諧波抑制及無功補(bǔ)償?shù)蓉?fù)載中。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，交流變頻調(diào)速系統(tǒng)以其卓越的調(diào)速性能，顯著的節(jié)電效果以及在世界經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛適用性，在逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)的同時(shí)，成為最有前途的調(diào)速方式。在工業(yè)、交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、電力電子裝置用電源及家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]電力電子器件的發(fā)展，對電力電子裝置的發(fā)展起著決定性的作用。1904年出現(xiàn)的電子管、晶體管為電力電子變流技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。70年代出現(xiàn)的晶閘管使整流、逆變技術(shù)逐漸進(jìn)入了電力電子變頻時(shí)代，并逐步取代了以往的旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組。80年代出現(xiàn)的自關(guān)斷大功率雙極性晶體管(GTR)其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過半控型器件晶閘管，使其在變頻領(lǐng)域迅速占領(lǐng)主導(dǎo)地位。但是，無論是GTR還是GTO都是電流型器件，都有驅(qū)動(dòng)電流大，開關(guān)頻率低的缺點(diǎn)。80年代初期出現(xiàn)的電力場效應(yīng)管(MOSFET)屬于電壓型器件，驅(qū)動(dòng)功率小，安全工作區(qū)大，開關(guān)頻率高，但是這種器件耐電壓、電流能力低，限制了它的應(yīng)用范圍。在80年代后期，以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)為代表的復(fù)合型器件異軍突起。IGBT是MOSFET和BJT的復(fù)合，將MOSFET的驅(qū)動(dòng)功率小、開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)和BJT通態(tài)壓降小、載流能力大的優(yōu)點(diǎn)集于一體，性能非常優(yōu)越。使之成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的主導(dǎo)器件。進(jìn)入90年代，為了使電力電子裝置的結(jié)構(gòu)緊湊、體積減小，出現(xiàn)了將檢測、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)等功能集成在一起的功率集成器件(IPM)。后來又在IPM的基礎(chǔ)上，將邏輯、控制等功能集成在一起，構(gòu)成功率集成電路(PIC)。目前，電力電子器件制造技術(shù)正向著高壓大功率、高開關(guān)頻率、高度集成、低驅(qū)動(dòng)功率的方向發(fā)展。
[0004]電力電子器件的不斷革新，使其應(yīng)用技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在二電平逆變器的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了大量的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如中性點(diǎn)箝位三電平PWM逆變器、五電平PWM逆變器，單元串聯(lián)多電平PWM逆變器，變壓器耦合輸出逆變器，模塊化多電平變換器等。
[0005]新型功率器件的出現(xiàn)及新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展，在一定程度上提高了電力電子裝置的性能及容量。但大量電力電子元件的使用，勢必會(huì)降低電力電子裝置的安全穩(wěn)定性，提高電力電子裝置的成本。
[0006]因此，亟待研發(fā)出在滿足傳統(tǒng)三相兩電平逆變器的全部性能、功能的前提下節(jié)約成本的電力電子裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的
本發(fā)明提供一種電力電子裝置，用于實(shí)現(xiàn)三相電源的變壓、變頻，將此功能用于三相兩電平逆變裝置中，目的在于調(diào)節(jié)負(fù)載電壓、頻率調(diào)節(jié)及轉(zhuǎn)速等，可大幅降低系統(tǒng)成本。
[0008]技術(shù)方案
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的: 一種新型三相兩電平逆變裝置，其特征在于:包括與電網(wǎng)連接的電抗器、浪涌防護(hù)電路、三相不控整流器、限流電路、濾波電容、母線電壓檢測電路、三相逆變電路、三相電流檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路和RL負(fù)載；電抗器連接浪涌防護(hù)電路，浪涌防護(hù)電路連接三相不控整流器，三相不控整流器通過限流電路連接濾波電容，濾波電容連接母線電壓檢測電路，母線電壓檢測電路連接三相逆變電路，三相逆變電路連接三相電流檢測電路和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路連接控制電路，三相電流檢測電路連接RL負(fù)載。
[0009]三相逆變電路是由第一晶閘管、第二晶閘管、第三晶閘管、第四晶閘管、第五晶閘管、第六晶閘管、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、第六續(xù)流二極管、第一吸收電容、第二吸收電容、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第一正向二極管、第二正向二極管、第三正向二極管、第一反向二極管、第二反向二極管、第三反向二極管構(gòu)成的三相九開關(guān)橋式連接組成;其中，第一晶閘管與第一續(xù)流二極管及第一吸收電容并聯(lián)后與第一 IGBT串聯(lián)，第一 IGBT與第一反向二極管及第一正向二極管串聯(lián)并與第二吸收電容并聯(lián)后與第四晶閘管串聯(lián)，第四晶閘管與第四續(xù)流二極管及吸收電容并聯(lián);第二晶閘管與第二續(xù)流二極管及吸收電容并聯(lián)后與第二 IGBT串聯(lián)，第二IGBT與第二反向二極管及第二正向二極管串聯(lián)并與吸收電容并聯(lián)后與第五晶閘管串聯(lián)，第五晶閘管與第五續(xù)流二極管及吸收電容并聯(lián);第三晶閘管與第三續(xù)流二極管及吸收電容并聯(lián)后與第三IGBT串聯(lián)，第三IGBT與第三反向二極管及第三正向二極管串聯(lián)并與吸收電容并聯(lián)后與第六晶閘管串聯(lián)，第六晶閘管與第六續(xù)流二極管及吸收電容并聯(lián);第一晶閘管與第二晶閘管及第三晶閘管并聯(lián)，第四晶閘管與第五晶閘管及第六晶閘管并聯(lián)。
[0010]第一IGBT分頻后通過第一正向二極管連接RL負(fù)載，RL負(fù)載連接第二反向二極管，第二反向二極管連接第二 IGBT，第二 IGBT連接第五晶閘管，第五晶閘管連回到三相不控整流器陽極;第二晶閘管連接第二 IGBT，第二 IGBT連接第二正向二極管，第二正向二極管連接RL負(fù)載，RL負(fù)載連接第三反向二極管，第三反向二極管連接第三IGBT，第三IGBT連接第六晶閘管，第六晶閘管連回到三相不控整流器陽極;第三晶閘管連接第三IGBT，第三IGBT連接第三正向二極管，第三正向二極管連接RL負(fù)載，RL負(fù)載連接第一反向二極管，第一反向二極管連接第一 IGBT，第一 IGBT連接第四晶閘管，第四晶閘管連回到三相不控整流器陽極。
[0011]優(yōu)點(diǎn)及效果
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
本發(fā)明提出的一種新型的三相兩電平逆變裝置，用晶閘管代替IGBT，能夠在滿足傳統(tǒng)三相兩電平逆變器全部性能、功能的前提下，節(jié)約成本;同時(shí)，本發(fā)明提出的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，易于用在三電平逆變器、五電平逆變器、單元串聯(lián)多電平逆變器，模塊化多電平變換器中，在提高電力電子裝置容量的同時(shí)，降低成本。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖標(biāo)記說明:
1、電網(wǎng)2、電抗器3、浪涌防護(hù)電路4、三相不控整流器5、限流電路6、濾波電容7、母線電壓檢測電路8、三相逆變電路9、三相電流檢測電路10、驅(qū)動(dòng)電路11、控制電路
12、第一晶閘管13、第二晶閘管14、第三晶閘管15、第四晶閘管16、第五晶閘管17、第六晶閘管18、第一續(xù)流二極管19、第二續(xù)流二極管20、第三續(xù)流二極管21、第四續(xù)流二極管22、第五續(xù)流二極管23、第六續(xù)流二極管24、第一吸收電容25、第二吸收電容26、第一IGBT 27、第二IGBT 28、第三IGBT 29、第一正向二極管30、第二正向二極管31、第三正向二極管32、第一反向二極管33、第二反向二極管34、第三反向二極管35、RL負(fù)載。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
本發(fā)明提出的一種新型的三相兩電平逆變裝置，用晶閘管代替IGBT，能夠在滿足傳統(tǒng)三相兩電平逆變器的全部性能、功能的前提下，節(jié)約成本；同時(shí)，本發(fā)明提出的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，易于用在三電平逆變器、五電平逆變器、單元串聯(lián)多電平逆變器，模塊化多電平變換器及相應(yīng)的可控整流器中，可在提高電力電子裝置容量的同時(shí)，降低成本。
[0015]圖1為本發(fā)明這種新型三相兩電平逆變裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該裝置包括與電網(wǎng)I連接的電抗器2、浪涌防護(hù)電路3、三相不控整流器4、限流電路5、濾波電容6、母線電壓檢測電路7、三相逆變電路8、三相電流檢測電路9、驅(qū)動(dòng)電路1、控制電路11和RL負(fù)載35。
[0016]電抗器2連接浪涌防護(hù)電路3，浪涌防護(hù)電路3連接三相不控整流器4，三相不控整流器4通過限流電路5連接濾波電容6，濾波電容6連接母線電壓檢測電路7，母線電壓檢測電路7連接三相逆變電路8，三相逆變電路8連接三相電流檢測電路9和驅(qū)動(dòng)電路1，驅(qū)動(dòng)電路1連接控制電路11，三相電流檢測電路9連接RL負(fù)載35。
[0017]該逆變裝置的三相逆變電路8只用第一IGBT 26、第二IGBT 27、第三IGBT 28、第一晶閘管12、第二晶閘管13、第三晶閘管14、第四晶閘管15、第五晶閘管16、第六晶閘管17、第一正向二極管29、第二正向二極管30、第三正向二極管31、第一反向二極管32、第二反向二極管33、第三反向二極管34即可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)兩電平逆變器的全部功能，節(jié)約成本顯著。
[0018]三相逆變電路8是由第一晶閘管