[发明专利]一种利用斩波器换流的由晶闸管组成的多相方波逆变器

说明书

技术领域

本发明属于电工一级学科，电力电子技术二级学科领域。特别涉及一种利用斩波器换流的由晶闸管组成的多相方波逆变器，用于异步电动机的变频调速。 

技术背景

目前在直流变交流的变频调速系统中，广泛采用的异步电动机变频调速用的逆变器大多是由全控器件(IGBT、IGCT等)组成的三相正弦波逆变器。为了产生正弦波必需采用高频化的PWM技术(脉冲宽度调制技术)。为了解决中、高压变频调速还要采用多电平技术或罗宾康变压器。所有这些造成变频器成本高、体积大、损耗大、线路复杂、电动机的绝缘承受较高的dV/dt值等缺点。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用斩波器换流的由晶闸管组成的多相方波逆变器。 

为解决技术问题，本发明提供了一种利用斩波器换流的由晶闸管组成的多相方波逆变器，包括逆变器和为其供电的斩波调压的直流电源，所述逆变器是n级各自独立的逆变器，每级逆变器均由m个单相全桥组成，m、n为≥1的整数；m个单相全桥中的每个单相全桥均包含四个桥臂，每个桥臂由晶闸管和反并二极管组成，其中每个晶闸管又串联了一个二极管，串联二极管的目的是减少晶闸管的dV/dt。在每个单相全桥的每对上、下桥臂之间串接了一个换流变压器的副边绕组W。 

作为一种改进，所述的换流变压器采用一只公共的m个铁柱的多相变压器，或者采用各自独立的m个单相变压器；换流的方向是从每对上、下桥臂中的一个桥臂的晶闸管换到另一桥臂的二极管，换流变压器所产生的换流电压的方向需有助于这样的换流。 

本发明还提供了一种利用斩波器换流的由晶闸管组成的多相方波逆变器，包括由半桥组成的逆变器；所述多相方波逆变器是n级各自独立的逆变器，每级逆变器均由m个半桥组成，m、n为≥1的整数；逆变器供电的直流电源具有能够提供中线电流的中线，电动机的独立的m相绕组接成星形接法，星形的中点与直流电源中线相接。 

本发明的有益效果在于： 

本发明可以克服现有变频器的缺点，降低变频器成本、减小体积、减少损耗、简化线路。 

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。图中，U_d，ave＝斩波直流电源输出的平均电压，m、n是≥1的整数。 

图2为一种直流斩波调压器与逆变器组合的电路图，多相方波逆变器由n级各自独立的该组合组成。 

图3为另一种直流斩波调压器与逆变器组合的电路图，多相方波斩波器由n级各自独立的该组合组成。 

具体实施方式

本发明的实现原理电路图如图1所示。当输入的直流电压较高时，可以采用多个直流斩波调压器。输出直流电压的波形为以Ud为幅值、占空比可调的高频脉冲波ud。将此直流电压的+、-端输入到由晶闸管组成的多相方波逆变器中，逆变器也由n级组成。 

本发明的具体实施例1： 

本具体实施例的电路图如图2所示。每一级逆变器内包含m相的可变频的方波电压发生器，每一相为单相全桥，包含两对上、下四个桥臂。每个桥臂由晶闸管和反并二极管组成，其中每个晶闸管又串联了一个二极管。在每个单相全桥的每对上、下桥臂之间串接了一个换流变压器的副边绕组W。