[发明专利]磁浮列车的多电平大功率的逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变电路，特别涉及一种磁浮列车的多电平大功率的逆变电路。

背景技术

随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和发展，电力电子技术应运而生，并主要有两个分支：电力电子器件制造技术和电力电子变流技术。电力电子变流技术利用电力电子器件构成电力变换电路并对其进行控制，在电力牵引领域取得了广泛的应用。其中“交-直-交”形式是较为常用的一种的变流结构，它主要由整流器、中间直流环节和逆变器三部分组成，先由整流器把交流电变成直流，再通过逆变器把直流逆变成交流，再加上一些控制调节技术从而达到了对三相交流电的频率、幅值、相位进行调节的目的。在常规的两电平逆变电路中，功率器件的开关状态只有两种，变流器的输出电压也就只有两种：+Ud和-Ud。

发明内容

本发明的技术问题是要提供一种三电平的磁浮列车的多电平大功率的逆变电路。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种磁浮列车的多电平大功率的逆变电路，电流输入大功率管桥臂，每个大功率管后反向串接一续流二极管，输出端并联二个互为反接的钳位二极管和滤波电容，在一个桥臂输入两组相差180度的不同宽度的正脉冲，输出带有零电平的正负脉冲。

本发明的优越功效在于：两电平逆变电路的最大承受电压为(+Ud)-(-Ud)＝2Ud，而三电平逆变电路的最大承受电压为(+Ud)-0＝Ud或0-(-Ud)＝Ud，即三电平逆变电路承受的电压仅为两电平逆变电路电压的一半，输出电压的电机端产生的共模电压也比两电平逆变电路小，在同样的绝缘耐压条件下，中间直流环节电压提高1倍，逆变器的容量也相应提高1倍，在同样的开关频率及控制方式下，三电平变流器输出电压或电流的谐波也小于两电平变流器。

附图说明

图1为本发明的电路图；

图2为本发明的输入、输出脉冲图；

图中标号说明

1-大功率开关管；    2-续流二极管；

3-钳位二极管；      4-滤波电容。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。

磁浮列车牵引供电系统龙阳牵引变电站内装备有两个高功率牵引模块，浦东机场牵引变电站内装备有两个高功率牵引模块和一个中功率牵引模块，维修基地内装备有一个低功率牵引模块，高功率牵引模块，简称高功率模块，由一组(2个或者3个)高功率变流器单元组成，高功率模块使用于牵引能力要求高的场合，例如需要高加/减速能力和高速运行的牵引供电区间。高功率变流器单元的核心设备为其功率部分，它主要由整流器，中间直流环节和逆变器组成，构成“交-直-交”形式的变流结构。它先把输入变压器的两组三相1.084kV的工频交流电，通过整流器变成±1.5～±2.5kV的直流电，然后再由两套逆变器将该直流电变换成两组频率、幅值和相位可控的三相交流电，这两组交流电经输出变压器耦合成为牵引所需的交流电，通过输出开关装置、馈电电缆和开关站，给列车当前所在的长定子段供电，牵引列车运行。

如图1本发明的电路图所示，本发明提供了一种磁浮列车的多电平大功率的逆变电路，电流输入大功率开关管1桥臂，每个大功率开关管1后反向串接一续流二极管2，输出端并联二个互为反接的钳位二极管3和滤波电容4，如图2本发明的输入、输出脉冲图所示，在一个桥臂输入两组相差180度的不同宽度的正脉冲，输出带有零电平的正负脉冲。4个大功率管1为VT₁、VT₁’、VT₄、VT₄’、4个续流二极管2为VD₁、VD₁’、VD₄、VD₄’和2个钳位二极管为VD_A、VD_A’。

以其中一个桥臂为例，VT₁、VT₄的触发信号为U₁、U₄，VT₁’、VT₄’的触发信号为U₁’、U₄’如图2本发明的输入、输出脉冲图所示，U₁与U₄’、U₄与U₁’信号互补，而U₁与U₄信号互差180度，当VT₁、VT₁’(或VD₁、VD₁’)导通，VT₄、VT₄’关断时，A点和M点间的电位差为+Ud，输出V_ac＝+Ud；当VT₄、VT₄’(或VD₄、VD₄’)导通，VT₁、VT₁’关断时，A点和M点间的电位差为-Ud，输出V_ac＝-Ud；当VT₁、和VT₄关断，VT₁’和VT₄’导通时，A点电位被钳至直流电源中点电位M上，输出V_ac＝0，得到图2中所示V_ac的波形，实现了三电平的逆变电路。