[发明专利]一种采用三相四线式逆变拓扑的三相逆变器

说明书

本发明公开了一种采用三相四线式逆变拓扑的三相逆变器，涉及三相逆变器领域；其包括四个拓扑单元和滤波电路，所述四个拓扑单元的电源端均连接于直流电源两端，其输出端连接滤波电路；所述四个拓扑单元包括三个第一拓扑单元和1字型拓扑单元；所述第一拓扑单元和1字型拓扑单元输出端均连接滤波电路；本发明解决了现有逆变器开关损耗大、共模电压大导致能量转换效率低的问题，达到了降低开关损耗、衰减共模电压的效果。

技术领域

本发明属于三相逆变器领域，尤其是一种采用三相四线式逆变拓扑的三相逆变器。

背景技术

逆变器是指通过半导体功率开关器件的开通和关断作用，将直流电能转换为交流电能的一种变换器。近年来，三相逆变器由于具有输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小等优点，在高压大功率交流电机变频调速领域得到了广泛的应用。

现有的三相逆变器因半导体开关管中T1、T4承受的最大电压为直流总输入电压，T2、T3承受的最大电压为一半直流总输入电压导致半导体开关管T1、T4的开关损耗大。另一方面，现有的三相逆变器，每一相滤波电抗连接一个滤波电容，三相滤波电容的公共端直接连接到直流侧母线电容中点，促使共模电流在装置内部循环流动，抑制共模电流流出；但是仅设置滤波电容，不能有效的衰减共模电压，抑制效果不理想；由于三相逆变器滤波电路中没有阻尼，并网电流很容易产生谐振现象。因此需要一种三相逆变器可以实现降低损耗的同时抑制衰减共模电压，提高逆变器的能量转换效率。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种采用三相四线式逆变拓扑的三相逆变器解决了现有逆变器开关损耗大、共模电压大导致能量转换效率低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种采用三相四线式逆变拓扑的三相逆变器，包括四个拓扑单元和滤波电路，所述四个拓扑单元的电源端均连接于直流电源两端，其输出端连接滤波电路；所述四个拓扑单元包括三个第一拓扑单元和1字型拓扑单元；所述第一拓扑单元和1字型拓扑单元输出端均连接滤波电路。

优选地，所述滤波电路包括阻感支路、滤波电感和滤波电容；所述阻感支路一端连接拓扑单元的分压中点，另一端连接滤波电容公共端，滤波电容分别连接拓扑单元的输出，拓扑单元的输出还连接滤波电感后连接电网。

优选地，所述阻感支路包括并联的阻尼电阻R1和电感L6，所述滤波电感包括电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L11、电感L22、电感L33和电感L44，所述滤波电容包括电容C3、电容C4、电容C5和电容C6，阻尼电阻R1和电感L6并联一端连接每个拓扑单元的分压中点，并联另一端连接并联电容C3、电容C4、电容C5和电容C6的公共端，电容C3、电容C4、电容C5和电容C6的非公共端分别连接电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的一端，电感L1、电感L2、电感L3和电感L4另一端分别连接三个拓扑单元M1和1字型拓扑单元的输出端；电感L1、电感L2、电感L3和电感L4分别串联连接电感L11、电感L22、电感L33和电感L44后连接电网。

优选地，所述拓扑单元包括开关器件T1、开关器件T2、开关器件T3和开关器件T4，所述开关器件T1、开关器件T2、开关器件T4串联连接在直流电源之间，所述开关器件T3一端连接拓扑单元分压中点，另一端连接开关器件T1与开关器件T2连接点。

优选地，所述开关器件T1的第一端连接所述直流电源的正端，所述开关器件T4的第二端连接所述直流电源的负端；所述开关器件T3的第二端连接所述直流电源的分压中点，所述开关器件T3的第一端连接开关器件T1的第二端和开关器件T2的第一端；所述开关器件T2的第二端和开关器件T4的第一端相连并作为拓扑单元的输出端。

优选地，所述开关器件T1、开关器件T2、开关器件T3和开关器件T4均包括开关管和与所述开关管反并联的二极管。

优选地，所述二极管为独立二极管或所述开关管内部自带的反并联二极管。