[实用新型]用于静止无功补偿装置的三电平逆变器及其逆变电路结构

说明书

本实用新型公开了一种用于静止无功补偿装置的三电平逆变器及其逆变电路结构，其中电路结构包括电源电路和第一、第二逆变支路，第一逆变支路由第一、第二IGBT器件和第一箝位二极管组成，第二逆变支路由第三、第四IGBT器件和第二箝位二极管组成，第一、第二箝位二极管串联，二者中间接地；第一箝位二极管的另一端连接在第一、第二IGBT器件中间，第二箝位二极管的另一端连接第三IGBT器件，第三IGBT器件的另一端与第二IGBT器件连接，第四IGBT器件的一端连接逆变电路的输出端，另一端连接电源电路。本实用新型，能够有效降低导通损耗和开关损耗，在开关频率较高的SVG应用场合，转换效率得以大大提升。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种三电平逆变器及其逆变电路结构，适用于静止无功补偿装置。

背景技术

静止无功补偿装置(SVG)装置是一种综合治理电压波动和闪变、谐波以及电压不平衡的重要设备。SVG凭借着其优越的性能特点，成为了灵活柔性交流输电系统(FACTS)技术和定制电力(CP)技术的重要组成部分，是现代无功功率补偿装置的发展方向，在电力系统中的应用将越来越广泛。

静止无功补偿装置(SVG)大多采用三电平逆变器拓扑电路结构，且多采用模块化以实现更大功率。然而，由于模块化之后，单元功率较小，所以其开关频率也相对较高，多高于20kHz，以减小滤波器电感等无源器件尺寸。

目前，三电平逆变器的三电平逆变器拓扑电路结构通常有I型和T型两种。

图1所示为传统的I型三电平拓扑电路结构，其由4个IGBT(S1，S2，S3，S4)和两个箝位二极管D1，D2组成。它的局限性在于，当三电平输出电压为正母线电压(S1，S2导通，S3，S4关断)或负母线电压时(S1，S2关断，S3，S4导通)，电流都必须流经两个功率管或其并联的二极管，所以，导通损耗较大。

图2所示为传统的T型三电平拓扑电路结构，其由4个IGBT(S1，S2，S1c，S2c)组成。其中，S1和S2c都必须承受整个母线电压，然而由于在SVG中，直流母线一般为800V，所以，S1和S2c都需要选择1200V IGBT，而不是I型中的4个600V IGBT。由于1200V器件的开关损耗要明显高于600V器件，因此限制了T型三电平拓扑开关频率的提高，限制了T型三电平在SVG中的应用。

综上所述，现有的三电平拓扑电路结构在SVG中的应用时，存在导通损耗较大或者开关损耗大、开关频率受限的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的三电平拓扑电路结构在SVG中的应用时，存在导通损耗较大或者开关损耗大、开关频率受限的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供了一种适用于静止无功补偿装置的三电平逆变电路结构，包括电源电路和第一、第二逆变支路，所述第一逆变支路由第一IGBT器件、第二IGBT器件和第一箝位二极管组成，第一IGBT器件与第二IGBT器件串联后，一端连接直流电源电路，所述第二逆变支路由第三IGBT器件、第四IGBT器件和第二箝位二极管组成，第一箝位二极管与第二箝位二极管串联，二者中间接地；第一箝位二极管的另一端连接在第一IGBT器件与第二IGBT器件中间，第二箝位二极管的另一端连接第三IGBT器件，第三IGBT器件的另一端与第二IGBT器件连接，第四IGBT器件的一端连接逆变电路的输出端，另一端连接电源电路。

在上述电路结构中，还包括第三二极管，连接逆变电路的输出端与电源电路。

在上述电路结构中，所述电源电路包括直流电源、第一分压电容和第二分压电容，直流电源的正极连接第一分压电容的正极端，负极连接第二分压电容的负极端，第一分压电容的负极端与第二分压电容的正极端连接并接地。

在上述电路结构中，