[发明专利]三相共模电流与开关损耗协同抑制的逆变系统

摘要

本发明公开了一种三相共模电流与开关损耗协同抑制的逆变系统。所述系统包括直流供电系统，三相三电平ANPC逆变电路，三相限流电容，滤波电路，三相负载。直流供电系统提供直流电压，三相三电平ANPC逆变电路包括逆变主电路和两个相同的支撑电容，三相限流电容包括三个相同的限流电容。滤波电路包括两种不同电路结构并且拉回直流母线中点，三相负载包括三条交流母线。本发明所设计的一种三相共模电流与开关损耗协同抑制的逆变系统使用辅助电容电感数量少，占用体积小，能在高开关频率工作环境中，协同抑制三相共模电流与开关损耗。

主权项

1.一种三相共模电流与开关损耗协同抑制的逆变系统，包括直流供电系统(10)，三相三电平ANPC逆变电路(20)，三相限流电容(30)，滤波电路(40)和三相负载(50)；/n所述的三相三电平ANPC电路(20)包括直流正母线P、直流负母线N、直流母线中点O、两个相同的支撑电容和逆变主电路(21)，其中，逆变主电路(21)包括A相桥臂(211)、B相桥臂(212)、C相桥臂(213)，每一相桥臂包括6个带反并联二极管的开关管，即逆变主电路(21)合计共18个带反并联二极管的开关管和18个反并联二极管，其中，18个带反并联二极管的开关管分别记为开关管S_ij，18个反并联二极管分别记为二极管D_ij，其中i表示三相，i＝a,b,c，j表示开关管和二极管的序号，j＝1,2,3,4,5,6；两个支撑电容分别记为支撑电容C₁和支撑电容C₂，支撑电容C₁和支撑电容C₂串联后与逆变主电路(21)并联，支撑电容C₁连接在直流正母线P和直流母线中点O之间，支撑电容C₂连接在直流母线中点O和直流负母线N之间，逆变主电路的A、B、C三相桥臂在直流正母线P和直流负母线N之间互相并联；在每个桥臂上，开关管S_i1的输入端接直流正母线P，开关管S_i1的输出端接开关管S_i2的输入端，开关管S_i2的输出端接开关管S_i3的输入端，开关管S_i3的输出端接开关管S_i4的输入端，开关管S_i4的输出端接直流负母线N，开关管S_i5的输入端接开关管S_i1的输出端，开关管S_i5的输出端接直流母线中点O,开关管S_i6的输入端接直流母线中点O，开关管S_i6的输出端接开关管S_i3的输出端；开关管S_a2和开关管S_a3的公共节点记为点a，开关管S_b2和开关管S_b3的公共节点记为点b，开关管S_c2和开关管S_c3的公共节点记为点c；/n所述三相负载(50)包括U相交流母线(51)、V相交流母线(52)和W相交流母线(53)，其中，U相交流母线(51)的端点记为点u，V相交流母线(52)的端点记为点v，W相交流母线(53)的端点记为点w；/n其特征在于，/n所述三相限流电容(30)包括三个相同的限流电容，三个限流电容分别记为限流电容C₃、限流电容C₄和限流电容C₅；/n所述滤波电路(40)包括下述两种拓扑结构：/n第一种：所述滤波电路(40)包括三个相同的滤波电感、三个相同的滤波电容和一个拉回直流母线中点O的电感，三个滤波电感分别记为滤波电感L₁、滤波电感L₂和滤波电感L₃，三个滤波电容分别记为滤波电容C₆、滤波电容C₇和滤波电容C₈，拉回直流母线中点O的电感记为平衡电感L₀；滤波电感L₁的一端与点a相连，另一端与滤波电容C₆串联，滤波电感L₂的一端与点b连接，另一端与滤波电容C₇串联，滤波电感L₃的一端与点c连接，另一端与滤波电容C₈串联，滤波电感L₁和滤波电容C₆串联的公共节点记为点j，滤波电感L₂和滤波电容C₇串联的公共节点记为点k，滤波电感L₃和滤波电容C₈串联的公共节点记为点l，滤波电容C₆、滤波电容C₇、滤波电容C₈的另一端连接在一起并记为中性点Q,平衡电感L₀的一端连接中性点Q,另一端连接直流母线中点O，即平衡电感L₀连接在中性点Q和直流母线中点O之间；/n第二种：所述滤波电路(40)包括第一组三个相同的滤波电感、第二组三个相同的滤波电感、三个相同的滤波电容和一个拉回直流母线中点O的电感，第一组三个滤波电感分别记为滤波电感L₁、滤波电感L₂和滤波电感L₃，第二组三个滤波电感分别记为滤波电感L₄、滤波电感L₅和滤波电感L₆，三个滤波电容分别记为滤波电容C₆、滤波电容C₇和滤波电容C₈，拉回直流母线中点O的电感记为平衡电感L₀；滤波电感L₁的一端与点a相连，另一端与滤波电容C₆、滤波电感L₄串联，滤波电感L₂的一端与点b连接，另一端与滤波电容C₇、滤波电感L₅串联，滤波电感L₃的一端与点c连接，另一端与滤波电容C₈、滤波电感L₆串联，滤波电感L₄的另一端记为点j，滤波电感L₅的另一端记为点k，滤波电感L₆的另一端记为点l，滤波电容C₆、滤波电容C₇、滤波电容C₈的另一端连接在一起并记为中性点Q,平衡电感L₀的一端连接中性点Q,另一端连接直流母线中点O，即平衡电感L₀连接在中性点Q和直流母线中点O之间；/n所述三相限流电容(30)接于三相三电平ANPC逆变电路(20)之后，限流电容C₃的一端与点a相连，限流电容C₄的一端与点b相连，限流电容C₅的一端与点c相连，将限流电容C₃、限流电容C₄、限流电容C₅的另一端连接在一起并接地；/n所述负载(50)的U相交流母线(51)的端点u连接滤波电路(40)的点j，V相交流母线(52)的端点v连接滤波电路(40)的点k，W相交流母线(53)的端点w连接滤波电路(40)的点l。/n