[实用新型]具有容错功能的逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于逆变器技术领域，具体涉及一种具有容错功能的逆变器。

背景技术

逆变器用于将直流电能转变成交流电能，按照直流侧电源性质的不同，逆变器被分为电流源型逆变器和电压源型逆变器。电压源型逆变器由于结构简单、控制灵活等诸多优点，得到了广泛应用，然而，其中的电力电子器件是最易发生故障的薄弱环节，其可靠性问题一直没有得到有效解决。三相逆变器通常采用标准的三相桥式逆变结构，它不具有故障容错能力，人们为了提高逆变器的可靠性通常采取元件降额使用或并联冗余元件等方法来设计逆变器，但这两种设计方法会使系统造价过高，体积重量增加，在追求低成本和安装空间受限的应用场合，逆变器的可靠性问题仍很突出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有容错功能的逆变器，其结构简单，实现方便，能够将短路故障转换为开路故障，实现了短路故障或开路故障所在桥臂的故障隔离，避免了二次故障的发生，具有很好的容错运行功能，能够保证系统的可靠性，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有容错功能的逆变器，包括直流电源和用于在外部控制电路的控制下将直流电转换成交流电的逆变桥，所述逆变桥由第一逆变桥臂、第二逆变桥臂和第三逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₁，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₄，所述第一逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第一输出端，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₃，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₆，所述第二逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第二输出端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₅，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₂，所述第三逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第三输出端；其特征在于：所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₁串联且用于将第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₁的短路故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F₁，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₄串联且用于将第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₄的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F₄，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₃串联且用于将第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₃的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F₃，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₆串联有用于将第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₆的短路故障转换为第二逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F₆，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₅串联且用于将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q₅的短路故障转换为第三逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F₅，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₂串联且用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q₂的短路故障转换为第三逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F₂；所述直流电源与逆变桥之间连接有用于在外部控制电路的控制下使逆变桥容错运行的逆变辅助电路，所述逆变辅助电路由上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₇、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₈、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₁、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₂和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₃，以及单相整流桥Z₁、单相整流桥Z₂和单相整流桥Z₃组成；所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₇的集电极与直流电源的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₇的发射极与下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₈的集电极相接，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₈的发射极与直流电源的负极相接，所述单相整流桥Z₁的一个交流输入端、单相整流桥Z₂的一个交流输入端和单相整流桥Z₃的一个交流输入端均与上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₇的发射极和下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q₈的集电极的连接端相接，所述单相整流桥Z₁的另一个交流输入端与逆变桥的第一输出端相接，所述单相整流桥Z₂的另一个交流输入端与逆变桥的第二输出端相接，所述单相整流桥Z₃的另一个交流输入端与逆变桥的第三输出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₁的集电极与单相整流桥Z₁的正极输出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₁的发射极与单相整流桥Z₁的负极输出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₂的集电极与单相整流桥Z₂的正极输出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₂的发射极与单相整流桥Z₂的负极输出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₃的集电极与单相整流桥Z₃的正极输出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S₃的发射极与单相整流桥Z₃的负极输出端相接。