[实用新型]三电平电压源型变频器中点箝位电路

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器装置逆变电压控制技术领域，涉及一种三电平电压源型变频器中点箝位电路，应用于中高压变频调速、有源电力滤波器、和电力系统无功补偿等领域。

背景技术

随着电力电子技术、微电子技术及控制理论的发展，变频器已经广泛用于交流电动机速度控制。应用变频器不仅可以节约大量电能，而且变频器的自动控制性能可以提高产品质量和数量。

现有二电平变频器在使用过程中必须要用耐压较高的器件来实现高压输出。由于只有两电平输出电压波形不稳。电平数较低，仅为两电平，输出电压dV/dt也较大，需要采用特种电动机或整加高压正弦波滤波器，其成本会增加许多。

在PWM电压源型变频器中，中(高)压变频器输出电压较高，为避免器件串联引起的动态均压问题，同时降低输出谐波和du/dt，逆变器部分可以采用多电平方式，也叫中点箝位(NPC)方式。

IGBT广泛应用在各种电压源型PWM变频器中，具有开关快，损耗小，缓冲及门极驱动电路简单等优点，但电压电流等级受到导通压降限制。IGBT目前做到3300V，1200A。3300V的IGBT组成三电平变频器，输出交流电压最高为2.3KV。

发明内容

本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种三电平电压源型变频器中点箝位电路，即在原有的二电平基础上增加箝位二极管构成三电平电路，采用IGBT作为逆变部分功率器件，反并联续流二极管集成在IGBT中，直流环节用二组电容分压，得到中心点，直流环节还有di/dt限制电路，共模电抗器等，三相变频器每相IGBT组配备箝位二极管，箝位二极管两端与每相TGBT的中点连接，电容器组的中点与三电平逆变器每相的中点连接，变频器每相引出交流电供给负载。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

依据本实用新型提供的一种三电平电压源型变频器中点箝位电路，包括整流器ZL、充电接触器K1、K2、电容器组CF、逆变器IGBT、箝位二极管、di/dt限制电路、共模电抗器GL和滤波器LP，其特征在于：交流电经整流器ZL整流后，整流器ZL输出口与充电接触器K1、K2输入口连接，直流电经充电接触器K1、K2输出口与电容器组CF连接，直流电经电容器滤波后与逆变器连接，每相桥臂采用一对IGBT模块串联，模块内置续流二极管，采用二极管模块进行箝位，逆变输出后经滤波器LP输出后共给负载。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：

前述的三组三电平逆变器中的一相电路，由功率开关V1～V4、续流二极管DW1D～W4、箝位二极管VC1，VC2组成，直流侧两个电容器Ed1、Ed2等容量，V1、V2、V3、V4串联组与DW1、DW2、DW3、DW4串联组并联，箝位二极管VC1与V1、V2连接点相连，VC2与V3、V4连接点相连，VC1与VC2的连接点与电容器组的中点C相连，组成电平逆变器中的一相电路。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

由于实用新型输出相电压电平数从2个增加到3个，线电压电平数则由3个增加到5个，每个电平幅值相对降低，由整个直流母线电压变为一半的直流母线电压，在同等开关频率的前提下，可使输出波形质量有较大的改善，输出dv/dt也相应下降。与二电平变频器相比，在相同输出电压条件下，这种结构还可使功率器件所需耐压降低一半。

本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的基本电路结构图；

图3是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

以下(以图3为例)，结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。