[发明专利]双向功率流电流型准阻抗源逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器领域，特别是涉及一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器。

背景技术

目前的逆变器大多是电流型或是电压型逆变器，其缺点是电流型逆变器逆变桥不能开路，电压型逆变器逆变桥不能短路，一旦发生上述两种情况就会损坏电路器件，甚至发生危险。

传统逆变器电路的结构使得电压型逆变器为降压型变换器，电流型逆变器为升压型变换器。基于传统阻抗源逆变器思想的电压型/电流型阻抗源逆变器可以克服前述电路的缺陷，但是由于输入/输出侧没有公共点，给电路接线带来困难。同时，阻抗源网络电容的电压应力和电感的电流应力偏大。

发明内容

本发明的目的是提供一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器，用于解决上述技术问题。

一种双向功率流电流型准阻抗源逆变器，包括直流电流源、准阻抗源网络、逆变桥臂网络、交流负载，直流电流源与准阻抗源网络连接，准阻抗源网络与逆变桥臂网络连接，逆变桥臂网络与负载连接；

准阻抗源网络用于通过电感和电容的充放电以及双向开关器件的通断实现升降压功能；

所述逆变桥臂网络用于通过单向开关器件的高频周期性通断将直流电转换成交流电能。所述直流电源由直流电流源和电感串联而成；所述准阻抗源网络包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、双向电力电子开关，所述第一电感的一端连接电感远离直流电压源的一端，第一电感的另一端连接第一电容的一端，第一电容的另一端连接直流电压源的负极；第二电容一端连接电感远离直流电压源的一端，第二电容的另一端连接第二电感的一端，第二电感的另一端连接直流电压源的负极；双向电力电子开关的一端接在第一电感与第一电容之间，另一端接在第二电容与第二电感之间。

所述的双向功率流电流型准阻抗源逆变器，逆变桥臂网络可以是包括第一开关至第六开关，所述第一开关至第六开关为单向电力电子开关；

第一开关一端接第一电感与第二电容的公共节点，第一开关的另一端串联第四开关的一端，第四开关的另一端连接直流电压源的负极；

第三开关一端接第一电感与第二电容的公共节点，第三开关的另一端串联第六开关的一端，第六开关的另一端连接直流电压源的负极；

第五开关一端接第一电感与第二电容的公共节点，第五开关的另一端串联第二开关的一端，第二开关的另一端连接直流电压源的负极；

第一开关与第四开关串联成第一桥臂；第三开关与第六开关串联成第二桥臂；第五开关与第二开关串联成第三桥臂；

负载为三相电机，三相电机的U相线接到第一开关与第四开关之间，三相电机的V相线接到第三开关与第六开关之间，三相电机的W相线接到第五开关与第二开关之间；三相电机的U、V、W三相线中两两之间分别连接有电容。

或者所述逆变桥臂网络包括第一开关至第四开关，所述第一开关至第四开关为单向电力电子开关；

第一开关一端接第一电感与第二电容的公共节点，第一开关的另一端串联第二开关的一端，第二开关的另一端连接直流电压源的负极；

第三开关一端接第一电感与第二电容的公共节点，第三开关的另一端串联第四开关的一端，第四开关的另一端连接直流电压源的负极；

第一开关与第二开关串联成第一桥臂；第三开关与第四开关串联成第二桥臂；

负载为单相电机，单相电机的一端接到第一开关与第二开关之间，另一端接到第三开关与第四开关之间，单向电机的两个接线端之间接有电容。

所述单向电力电子开关由全控型开关和功率二极管的串联而成，或采用反向阻断型IGBT模块。

本发明双向功率流电流型准阻抗源逆变器的优点和积极效果在于：由于设置了准阻抗源网络，电路具有非常高的可靠性，可以避免逆变桥臂电力电子开关共态导通或共态关断时损坏电力电子器件。由于电力电子开关的工作频率很高，准阻抗源网络的无源元件值很小，整个电路的结构简单，体积小、重量轻、可靠性高。

下面结合附图对本发明的双向功率流电流型准阻抗源逆变器作进一步说明。

附图说明

图1为双向功率流电流型准阻抗源逆变器示意图；

图2为双向功率流电流型准阻抗源逆变器的第一实施例的电路原理图；

图3为双向功率流电流型准阻抗源逆变器的第二实施例的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的双向功率流电流型准阻抗源逆变器，包括直流电流源P、准阻抗源网络Z、逆变桥臂网络S、交流负载M，直流电流源P与准阻抗源网络Z连接，准阻抗源网络Z与逆变桥臂网络S连接，逆变桥臂网络S与负载M连接；