[实用新型]电源逆变装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及调速系统的电源逆变装置，具体涉及电源逆变装置中斩波控制电路实施方案。 

背景技术

为了实现电机的四象限运行，完善制动性能和提高效率，调速系统常带有电源逆变装置。该电源逆变装置的主电路如图1所示，包括一个三相逆变桥和三个交流电抗器L1-L3。直流输出处接有滤波电容C，滤平电机发电时直流电源电压Ud。 

三相逆变桥中有六个IGBT管Q1-Q6，每个IGBT管上反相并联着一个二极管。整流输出Ud时，这些二极管作整流管用；逆变时IGBT管关断，在交流电抗器电感的作用下，这些二极管起钳位作用，以A、B、C三相中其中一相为例，该相另一个桥臂上与IGBT管并联的二极管导通续流，钳住IGBT管上的反向电压。 

电源逆变装置的工作过程如下：调速电机电动时，IGBT管Q1-Q6全部关断。如果电机处于制动状态。则电机再生发电，Ud升高，到超过电网电压幅值时，整流用二极管断开，当Ud达到逆变器开放值UdH后，IGBT管Q1-Q6就开始逆变控制。直至电机不再制动，Ud降到关闭值UdL，IGBT管Q1-Q6又全部关断。 

IGBT管Q1-Q6分属上下两个桥臂组。IGBT管Q1-Q3属上桥臂组，IGBT管的阳极与Ud正端连接。IGBT管Q4-Q6管属下桥臂组，IGBT管的阴极与Ud负端连接。每组三个IGBT管轮流导通2π/3电角度。导通相位与电网相电压相同。两组间同一相的两个IGBT管的导通相位相差π电角度。 

IGBT管Q1-Q6各自由图2示推动电路驱动，与门的输入上加有相角信 号u_φ，导通信号U_k和斩波输入信号u_gi，与门的输出信号被达林顿电路变成电流，再经推动模块的光电隔离和电平变动，成为正负电平的驱动信号。各个IGBT管导通的相角是不同的，所以相角信号不同。 

除了换向控制外，电源逆变装置中还通过斩波信号u_g的导通比，来改变逆变器交流侧输出电压的大小。回馈到电网的电流靠交流电抗器的电感滤平。 

回馈电流值受图3所示电流控制环电路闭环控制，用2-3个电流传感器，测得三相交流电流信号i，靠电流信号合成单元变成总的直流电压信号u，在电流调节器中与给定电压值u_o比较和P/I运算(指对偏差电压(u-u_o)进行比例/积分放大)。所得的u₁再经脉宽控制器变成预定周期的斩波信号u_g。脉宽控制器输出的斩波信号u_g作为推动电路的斩波输入信号u_gi。闭环控制后，回馈电流大致是一个相位与电网相电压相同的方波，正、负各持续2π/3电角度。直至回馈过程结束。 

上述电源逆变装置中，由于IGBT管Q1-Q6各自的推动电路中与门的输入上加有相同的斩波信号u_g，以A、B、C三相中其中一相为例，在一对斩波导通的IGBT管同时断开时，属于同一相的另一个桥臂中的二极管导通续流，三相逆变器交流侧斩波输出的电压是双极性变化的。双极性变化比起单极性变化来说，回馈电流的谐波分量较大，增加了损耗和噪声，或者所用交流电抗器的电感较大，增加了体积、重量和成本。 

实用新型内容

为克服上述现有的电源逆变装置，在斩波过程中，三相逆变器交流侧斩波输出的电压是双极性变化所带来的缺陷，本实用新型提供了一种新型的电源逆变装置，以实现斩波过程中，三相逆变器交流侧斩波输出的电压是单极性变化。 

本实用新型提供的电源逆变装置，主电路包括一个三相逆变桥及其推动电路、斩波控制电路，三个交流电抗器和直流输出处的滤波电容，三相逆变桥包括三对分属于上下两组桥臂的功率开关，其中斩波控制电路输出 的斩波信号经过推动电路控制三相逆变桥中功率开关的开断：属于三相逆变桥上下两组桥臂的一对斩波同时导通的功率开关中，关断时只关断其中一个功率开关，另一个功率开关继续导通。 

斩波控制电路包括：电流传感器、电流信号合成单元、电流调节器、脉宽控制器；电流传感器测得三相交流电流信号，由电流信号合成单元转换成直流电压信号，在电流调节器中与给定电压比较及P/I运算，再经脉宽控制器变成预定周期的斩波信号。