[发明专利]一种单相电压源型大功率逆变拓扑及其控制方法

摘要

本发明提供了一种单相电压源型大功率逆变拓扑及控制方法，包括4个门极可关断晶闸管、4个绝缘栅双极晶体管、8个续流二极管、1个电容、4个电感和2个电流传感器。全控型门极可关断晶闸管GTO的载流能力很强，特别适合工作在大功率场合，然而电流驱动型器件的开关频率很低，并不适合运用在传统的单相全桥逆变拓扑电路中。针对GTO这种缺陷，结合GTO的大载流能力和IGBT的高开关频率优点，在GTO单相电压源型全桥逆变电路的基础上，并联了传统的基于绝缘栅双极晶体管IGBT的单相电压源型全桥逆变电路，并采用模型前馈控制与反馈闭环控制相结合的控制方法，有效地改善了GTO单相电压源型全桥逆变电路输出特性。

主权项

1.一种单相电压源型大功率逆变拓扑，基于GTO电压源型逆变器与IGBT电压源型逆变器，其特征在于：包括第一门极可关断晶闸管(VT₁)、第二门极可关断晶闸管(VT₂)、第三门极可关断晶闸管(VT₃)、第四门极可关断晶闸管(VT₄)、第一绝缘栅双极晶体管(V₁)、第二绝缘栅双极晶体管(V₂)、第三绝缘栅双极晶体管(V₃)、第四绝缘栅双极晶体管(V₄)、第一二极管(VD₁)、第二二极管(VD₂)、第三二极管(VD₃)、第四二极管(VD₄)、第五二极管(VD₅)、第六二极管(VD₆)、第七二极管(VD₇)、第八二极管(VD₈)、电容(C)、第一电感(L₁)、第二电感(L₂)、第三电感(L₃)、第四电感(L₄)、第一电流传感器(CT₁)和第二电流传感器(CT₂)；直流母线的正极与电容(C)的一端、第一门极可关断晶闸管(VT₁)的阳极、第五二极管(VD₅)的阴极、第三门极可关断晶闸管(VT₃)的阳极、第七二极管(VD₇)的阴极、第一绝缘栅双极晶体管(V₁)的集电极、第一二极管(VD₁)的阴极、第三绝缘栅双极晶体管(V₃)的集电极和第三二极管(VD₃)的阴极连接；直流母线的负极与电容(C)的另一端、第二门极可关断晶闸管(VT₂)的阴极、第六二极管(VD₆)的阳极、第二绝缘栅双极晶体管(V₂)的发射极、第二二极管(VD₂)的阳极、第四门极可关断晶闸管(VT₄)的阴极、第八二极管(VD₈)的阳极、第四绝缘栅双极晶体管(V₄)的发射极和第四二极管(VD₄)的阳极连接；第一门极可关断晶闸管(VT₁)的阴极与第二门极可关断晶闸管(VT₂)的阳极、第一电感(L₁)的一端连接；第三门极可关断晶闸管(VT₃)的阴极与第四门极可关断晶闸管(VT₄)的阳极、第三电感(L₃)的一端连接；第一绝缘栅双极晶体管(V₁)的发射极与第二绝缘栅双极晶体管(V₂)的集电极、第二电感(L₂)的一端相连；第三绝缘栅双极晶体管(V₃)的发射极与第四绝缘栅双极晶体管(V₄)的集电极、第三电感(L₃)的一端相连；电网的一端与第一电感(L₁)的另一端、第二电感(L₂)的另一端连接；电网的另一端与第三电感(L₃)的另一端、第四电感(L₄)的另一端连接。