[实用新型]一种新型脉宽调制高压电力变换装置

说明书

本实用新型涉及电气传动技术领域，具体涉及一种新型脉宽调制高压电力变换装置。

现有的以六管阶梯电路为基础的高压电力变换装置有如下缺点：

1．功率器件承受电压高，容易损坏；

2．高压大功率、高开关频率器件价格高；

3．脉宽调制波形中谐波含量高。

采用叠加单元逆变器的高压电力变换装置虽较上一种技术有明显的改进，但仍存在如下缺点：

1．每一单元只能产生一个电压阶梯，且主电路结构复杂；

2．设备体积大，元器件多，容易出现故障；

3．完全采用高频器件，成本高。

本实用新型的目的在于设计一种新型脉宽调制高压电力变换装置，以开关速度较低的电子器件实现较好的输出波形，且可减小装置的体积，改善装置的工作条件，降低成本。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的，具体包括变压器、动力柜和控制柜，动力柜包括功率模块，功率模块由整流单元、滤波电容和逆变电桥组成，其特征在于所说的整流单元的两组整流器件D₀₁～D₀₆、D₀₇～D₁₂分别连接在变压器的两个次级绕组上，两组电解电容C₁、C₂串联后联接在整流单元的输出端，所说的逆变电桥的左边两个桥臂分别由两个串联的可控开关元件K1、K2和K3、K4组成，右边两个桥臂分别由一个可控开关元件G1、G2组成，每个可控开关元件均并联有一个续流二极管D₀，可控开关元件K1、K2的联接点与K3、K4的联接点之间联接有钳位二极管D1、D2，钳位二极管D1、D2的联接点与电容C1、C2的联接点及两组整流器件D₀₁～D₀₆、D₀₇～D₁₂的联接点相联，可控开关元件K2、K3的联接点与可控开关元件G1、G2的联接点分别为交流输出端A、B。

本实用新型有如下优点：

1、每一功率模块可产生两个电压台阶，显著改进了电压输出波形，提高了装置的可靠性，现有技术只有一个电压台阶；

2、由于采用了本实用新型的设计方案，每一单元中，可用价格较低的GTO(其开关频率低，但耐压高)代替部分价格较高的IGBT(其开关频率高，但耐压低)器件，降低了成本；

3、由于每一功率模块可产生两个电压台阶，所以每一相电压的动力柜中的功率模块数目可减少一半，减小了装置的体积，改善装置的工作条件，易于通风冷却，降低了装置的成本。

本实用新型有如下附图：

图1脉宽调制高压电力变换装置结构示意图

图2脉宽调制高压电力变换装置电原理示意图

图3功率模块示意图

图4功率模块输出电压波形示意图

图5现有功率模块输出电压波形示意图

图6两个功率模块输出叠加后的电压波形示意图

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为脉宽调制高压电力变换装置结构示意图，包括变压器1、动力柜2和控制柜3，动力柜2包括功率模块4，功率模块4由整流单元、滤波电容和逆变电桥组成。现有技术的设计方案为每一个电压台阶对应一个功率模块，本实用新型则为每两个电压台阶对应一个功率模块，在功率模块的数目相同时，本实用新型可提供更高的输出电压。图1中5为风机，可按现有技术进行设计。

图2为脉宽调制高压电力变换装置电原理示意图，图中所示为每相电有4个功率模块，根据需要可设计为4个、5个、6个、8个或更多。