[实用新型]二极管嵌位式三电平高压变频器关断电压不平衡抑制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于变频技术领域，具体说是一种二极管嵌位式三电平高压变频器关断电压不平衡抑制装置。

背景技术

目前,在二极管嵌位式三电平高压变频器主回路拓扑结构中，由于嵌位二极管中点与直流滤波电容中点之间的连接母线上存在杂散电感，该杂散电感在逆变器每相功率器件由导通变截止的换流过程中会产生感应电压，该感应电压造成相关功率器件关断电压不平衡现象。换流结束后，杂散电感上的感应电压消失，但由于嵌位二极管的单向嵌位特性，这种关断电压不平衡现象不能恢复，而且杂散电感越大，或者换流电流越大，关断电压不平衡现象就越严重，其中承受过高关断电压的器件的电压应力也随之变大，特别是对于高电压大功率变频器，这种现象如不抑制就可能造成主回路功率器件的损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种二极管嵌位式三电平高压变频器关断电压不平衡抑制装置。该装置提供了一组平衡电阻，分别接在高压变频器逆变回路中每相与嵌位二极管相连的嵌位点之间，当杂散电感感应电压消失后，由主回路滤波电容通过该平衡电阻向管压降较低的功率器件充电，直到相关功率器件之间的关断电压达到平衡。该平衡电阻弥补了二极管单向嵌位的限制，很好的解决了功率器件关断电压不平衡的问题，具有简单可靠、经济实用、体积小等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：在二极管嵌位式三电平高压变频器主回路基础上，通过在逆变回路中每相附加一个平衡电阻来实现。本装置是由二极管嵌位式三电平高压变频器的直流回路、逆变回路，以及不平衡电压抑制装置组成；

直流回路是由正母线、零母线、负母线、上滤波电容、下滤波电容组成；

逆变回路是由完全相同的三相组成，每相是由一号功率器件、二号功率器件、三号功率器件、四号功率器件、上嵌位二极管、下嵌位二极管组成。每个功率器件内集成了IGBT和反并联二极管；

不平衡电压抑制装置由一组平衡电阻组成。

直流回路中，上滤波电容一端与正母线相连，另一端与零母线相连。下滤波电容一端与零母线相连，另一端与负母线相连；

逆变回路中，每相一号功率器件的集电极与正母线相连，其发射极与二号功率器件的集电极和上嵌位二极管的阴极相连。二号功率器件的发射极与三号功率器件的集电极和一相输出端相连。三号功率器件的发射极与四号功率器件的集电极和下嵌位二极管的阳极相连。四号功率器件的发射极与负母线相连。上嵌位二极管的阳极与下嵌位二极管的阴极和零母线相连；

不平衡电压抑制装置中，平衡电阻一端与上嵌位二极管的阴极相连，另一端与下嵌位二极管的阳极相连。

本实用新型的有益效果是：该关断电压不平衡抑制装置利用平衡电阻弥补了二极管单向嵌位的限制，很好的解决了功率器件关断电压不平衡的问题，具有简单可靠、经济实用、体积小等特点。

附图说明

图1为本实用新型组成框图。

图2为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种二极管嵌位式三电平高压变频器关断电压不平衡抑制装置由二极管嵌位式三电平高压变频器的直流回路1、逆变回路2以及不平衡电压抑制装置3组成。

如图2所示，直流回路1由正母线P、零母线O、负母线N、上滤波电容C1、下滤波电容C2组成。上滤波电容C1一端与正母线P相连，另一端与零母线O相连。下滤波电容C2一端与零母线O相连，另一端与负母线N相连；

逆变回路2每相由一号功率器件VI11、二号功率器件VI12、三号功率器件VI13、四号功率器件VI14、上嵌位二极管VD11、下嵌位二极管VD12组成。每个功率器件内集成了IGBT和反并联二极管。一号功率器件VI11的集电极C与正母线P相连，其发射极E与二号功率器件VI12的集电极C和上嵌位二极管VD11的阴极相连。二号功率器件VI12的发射极E与三号功率器件VI13的集电极C和输出端U相连。三号功率器件VI13的发射极E与四号功率器件VI14的集电极C和下嵌位二极管VD12的阳极相连。四号功率器件VI14的发射极E与负母线N相连。上嵌位二极管VD11的阳极与下嵌位二极管VD12的阴极和零母线O相连；

不平衡电压抑制装置3由一组平衡电阻R11组成。在逆变器每相回路中，平衡电阻R11一端与上嵌位二极管VD11的阴极相连，另一端与下嵌位二极管VD12的阳极相连。

本实用新型的工作流程如下：