[实用新型]一种H桥级联多电平逆变器

说明书

本实用新型公开了一种H桥级联多电平逆变器，包括输入开关柜、移相隔离变压器、功率单元和控制系统，输入开关柜一侧设有电网输入侧，隔离变压器连接功率单元，且隔离变压器和功率单元均设置在输入开关柜中，输入开关柜通过光纤连接控制系统，输入开关柜连接高压电机，本实用新型结构原理简单，通过采用能量回馈技术，可采用普通多副边绕组变压器代替移相变压器，降低了变压器的设计难度和设计成本；通过功率单元采用PWM整流技术，可以控制基波功率因数达到1。

技术领域

本实用新型涉及逆变器技术领域，具体为一种H桥级联多电平逆变器。

背景技术

大功率多电平逆变器近年来在实际工业生产中得到越来越广泛的应用。多电平逆变器由于结构复杂，采用元器件较多，因此在设计和实验中，实现各个工作状态下运行参数的同步监测和分析较为困难。

近几年来，我国高压变频器的研究开发、生产和应用都有了突飞猛进的发展。尽管我国的高压变频器产业和工业发达国家相比，还有很大差距，但在我国市场上，它已不象低压变频器那样为国外产品所垄断。我国自已的高压变频器产品在我们国内市场上，已能和国外先进的产品抗衡，并且在发展中形成了自已的一些重要特点，目前国内投运的高压变频器已接近5000套。

能量回馈性高压变频器相对于普通高压变频器而言有如下特点。普通的高压变频器的功率单元大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电。这种功率单元只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统是不能使用普通变频器的。另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到彻底的节能效果。

目前国内高压变频器生产厂家拥有此类技术不多，且此类产品现相对对普通高压变频器利润率至少高2倍以上。适时推出此类产品对于提高企业竞争力和市场竞争力有极大的促进作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种H桥级联多电平逆变器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种H桥级联多电平逆变器，包括输入开关柜、移相隔离变压器、功率单元和控制系统，所述输入开关柜一侧设有电网输入侧，所述移相隔离变压器连接功率单元，且所述移相隔离变压器和功率单元均设置在输入开关柜中，所述输入开关柜通过光纤连接控制系统，所述移相隔离变压器连接高压电机；

所述功率单元由整流、逆变及旁路电路三部分组成；所述功率单元输入侧串接输入电抗器；所述整流电路包括并联连接的三组晶体管组和电解电容，分为第一晶体管组、第二晶体管组和第三晶体管组，所述第一晶体管组包括串联连接的场效应晶体管A和场效应晶体管B；所述第二晶体管组包括串联连接的场效应晶体管C和场效应晶体管D；所述第三晶体管组包括串联连接的场效应晶体管E和场效应晶体管F；所述第一晶体管组和第二晶体管组之间并联连接电容A；所述第二晶体管组和第三晶体管组之间并联连接电容B；

所述逆变电路包括并联连接的第四晶体管组和第五晶体管组；所述第四晶体管组包括串联连接的场效应晶体管G和场效应晶体管H；所述第五晶体管组包括串联连接的场效应晶体管I和场效应晶体管J；所述第四晶体管组和第五晶体管组之间并联连接电容D，所述第五晶体管组两端并联连接电容E；

所述旁路电路包括串联连接的二极管A、二极管B以及串联连接的二极管C和二极管D，两组串联电路并联连接，并联电路两端连接场效应晶体管K。