[实用新型]带储能单元的多电平变频驱动装置

摘要

本实用新型属于高压多电平变频技术领域，其特征在于主电路由H桥串联型变频器和一组储能逆变器装置组成。H桥串联型变频器由多绕组隔离变压器供电，储能逆变器装置连接有无源的储能电容，储能电容可根据相应系统的功率等级选取。该变频驱动装置三相桥臂的主开关器件根据输出电压等级和通过电流的不同，可选用相应的功率半导体开关器件。控制器以高性能数字信号微处理器为核心生成PWM控制信号。该结构在传统H桥串联型变频器基础上，增加了一组储能逆变器装置，不仅可以实现利用储能电容动态存储能量的目的，同时还可以使得电压谐波含量小，提高了变频驱动装置的效率和性能。

主权项

1.带储能单元的多电平变频驱动装置，其特征在于，所述多电平变频驱动装置含有：多绕组副边移相隔离变压器，H桥串联变频器，储能逆变器以及全数字控制器，其中：多绕组副边移相隔离变压器，原边为三相绕组，输入电网电压，副边为多组三相绕组，每一组三相绕组输出的线电压相位依次移过相同相位角；H桥串联变频器，是一个控制电机用的三相变频器，该变频器的每一相由多级H桥功率变换单元串联而成，所述每一相中的H桥功率变换单元的个数与所述变压器副边的三相绕组的组数相等，每一组三相绕组连接一个H桥功率变换单元，其中，所述的每一个H桥功率变换单元包括：整流部分，逆变部分和直流母线电容及其检测环节，其中：整流部分，是三相功率二极管不可控整流器，其三相输入端和所述多绕组副边移相隔离变压器副边的输出端相连，而输出端并联到所述直流母线电容及其检测环节内的直流母线电容上，直流母线电容及其检测环节，含有：直流母线电容以及电压传感器，电压传感器并联在该直流母线电容上，检测母线电容的电压并输出到所述全数字控制器的相应模块输入端，逆变部分，是一种多电平H桥结构，其桥臂与所述整流部分的输出端相并联，各相桥臂上串联的各功率开关器件根据输出电压的等级的不同采用相应等级的功率半导体开关元件；储能逆变器，含有：储能电容部分，储能用逆变器部分和储能电容的电压检测环节，其中，电压检测环节是一个电压传感器，并联在所述储能电容上检测储能电容的电压，并输出到所述全数字控制器的相应模块的输入端，储能用逆变器部分，采用二极管箝位型多电平结构，或者一级H桥功率单元结构，各相桥臂上串联的各功率开关器件根据输出电压等级的不同而采用相应等级的功率半导体开关元件，所述储能用逆变器部分的三个输出端分别接到所述H桥串联变频器的三相中的一端；全数字控制器，含有：数字信号微处理器DSP，脉宽调制信号扩展电路，以及分别驱动储能逆变器中各半导体功率开关器件和H桥串联变频器中各半导体功率开关器件的两个脉宽信号PWM驱动电路，其中：数字信号微处理器DSP，设有两组模拟输入端，分别输入所述储能电容电压的反馈信号以及H桥串联变频器中母线电容电压的反馈信号，脉宽调制信号扩展电路，采用FPGA或者CPLD，输入端与所述数字信号微处理器DSP的PWM信号输出端相连，第一PWM信号驱动电路，输入端与所述脉宽调制信号扩展电路的相应输出端相连，输出用于驱动储能逆变器中的半导体功率开关器件，第二PWM信号驱动电路，输入端与所述脉宽调制信号扩展电路的另一路输出端相连，输出用于驱动H桥串联变频器中各H桥功率变换单元内的半导体功率开关器件。