電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器，包括三電平輸出變頻器單元和五電平輸出變頻器單元，三電平輸出變頻器單元由四個(gè)可控開關(guān)構(gòu)成，五電平輸出變頻器單元由八個(gè)可控開關(guān)和兩個(gè)電容構(gòu)成，三電平輸出變頻器單元和五電平輸出變頻器單元之間形成級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，輸入電源的兩端分別連接于三電平輸出變頻器單元的節(jié)點(diǎn)和五電平輸出變頻器單元的節(jié)點(diǎn)，輸出電源有兩個(gè)，分別為三電平輸出變頻器單元的輸出電源和五電平輸出變頻器單元的輸出電源。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過對(duì)十二個(gè)可控開關(guān)的控制，分別實(shí)現(xiàn)多種不同電平的輸出，從而完成對(duì)交流電源的變頻處理，具有所需器件數(shù)量少、易于模塊化的優(yōu)點(diǎn)，適合作為電網(wǎng)接口的變頻器。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器
本技術(shù)涉及一種變頻器，尤其涉及一種易于實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)的電容箝位型混 合級(jí)聯(lián)橋式變頻器。
技術(shù)介紹
隨著現(xiàn)代工業(yè)的深度發(fā)展，大功率變流裝置在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，如 大容量變頻器、大功率電力有源濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組用變流器等，而 對(duì)于大功率變流器場合，大功率開關(guān)器件的功率處理能力和開關(guān)頻率之間往往存在著矛 盾，通常功率越大開關(guān)頻率越低。由于開關(guān)頻率的限制難以應(yīng)用PWM技術(shù)來改善傳統(tǒng)大容 量變流器的性能。因此，在大功率變流器場合，人們往往希望大功率、耐高壓的電力電子裝 置能夠工作在盡可能高的開關(guān)頻率下，以便提高輸出波形的質(zhì)量。普通型變頻器通常也稱為兩電平變頻器，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，為了獲得大功 率，一般依靠開關(guān)器件串聯(lián)以承受高壓，將開關(guān)器件并聯(lián)以承受大電流，但由于功率器件參 數(shù)的離散性，這將帶來靜、動(dòng)態(tài)均壓和均流等一系列問題，技術(shù)上的不確定因素影響很大， 可靠性不高；但由于輸出只有兩電平，電壓波動(dòng)大，產(chǎn)生較大諧波。因此這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍 非常有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就在于為了解決上述問題而提供一種易于實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)的 電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器。本技術(shù)通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的本技術(shù)所述電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器包括三電平輸出變頻器單元和 五電平輸出變頻器單元，所述三電平輸出變頻器單元由四個(gè)可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控 開關(guān)為第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)和第四可控開關(guān)，所述五電平輸出變頻 器單元由八個(gè)可控開關(guān)和兩個(gè)電容構(gòu)成，八個(gè)所述可控開關(guān)為第五可控開關(guān)、第六可控開 關(guān)、第七可控開關(guān)、第八可控開關(guān)、第九可控開關(guān)、第十可控開關(guān)、第十一可控開關(guān)和第十二 可控開關(guān)，兩個(gè)所述電容為第一電容和第二電容；所述第一可控開關(guān)的第一端、所述第三 可控開關(guān)的第二端、所述第八可控開關(guān)的第一端和所述第十可控開關(guān)的第二端相互連接， 所述第八可控開關(guān)的第二端、所述第六可控開關(guān)的第一端和所述第二電容的第一端相互連 接，所述第十可控開關(guān)的第一端、所述第十二可控開關(guān)的第二端和所述第二電容的第二端 相互連接，所述第七可控開關(guān)的第二端、所述第五可控開關(guān)的第一端和所述第一電容的第 一端相互連接，所述第九可控開關(guān)的第一端、所述第十一可控開關(guān)的第二端和所述第一電 容的第二端相互連接；所述第二可控開關(guān)的第一端和所述第四可控開關(guān)的第二端均與輸入 電源的第一端連接，所述第七可控開關(guān)的第一端和所述第九可控開關(guān)的第二端均與所述輸 入電源的第二端連接，所述第一可控開關(guān)的第二端與所述第二可控開關(guān)的第二端均與所述 三電平輸出變頻器單元的輸出電源的第一端連接，所述第三可控開關(guān)的第一端與所述第四可控開關(guān)的第一端均與所述三電平輸出變頻器單元的輸出電源的第二端連接，所述第五可控開關(guān)的第二端與所述第六可控開關(guān)的第二端均與所述五電平輸出變頻器單元的輸出電源的第一端連接，所述第十一可控開關(guān)的第一端與所述第十二可控開關(guān)的第一端均與所述五電平輸出變頻器單元的輸出電源的第二端連接。具體地，所述可控開關(guān)包括一個(gè)三極管和一個(gè)二極管，所述三極管的發(fā)射極與所述二極管的正極連接，所述三極管的集電極與所述二極管的負(fù)極連接，所述三極管的發(fā)射極為所述可控開關(guān)的第一端，所述三極管的集電極為所述可控開關(guān)的第二端，所述三極管的基極為所述可控開關(guān)的控制輸入端。本技術(shù)的有益效果在于本技術(shù)通過對(duì)十二個(gè)可控開關(guān)的控制，分別實(shí)現(xiàn)多種不同電平的輸出，從而完成對(duì)交流電源的變頻處理，具有所需器件數(shù)量少、易于模塊化的優(yōu)點(diǎn)，適合作為電網(wǎng)接口的變頻器；同時(shí)通過兩個(gè)電容分別對(duì)冗余狀態(tài)的選擇保持平衡，形成對(duì)輸出電壓的箝位控制。附圖說明圖1是本技術(shù)所述電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說明如圖1所示，本技術(shù)所述電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器包括三電平輸出變頻器單元和五電平輸出變頻器單元，所述三電平輸出變頻器單元由四個(gè)可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控開關(guān)為第一可控開關(guān)S1、第二可控開關(guān)S2、第三可控開關(guān)S3和第四可控開關(guān) S4，所述五電平輸出變頻器單元由八個(gè)可控開關(guān)和兩個(gè)電容構(gòu)成，八個(gè)所述可控開關(guān)為第五可控開關(guān)S5、第六可控開關(guān)S6、第七可控開關(guān)S7、第八可控開關(guān)S8、第九可控開關(guān)S9、第十可控開關(guān)S10、第十一可控開關(guān)Sll和第十二可控開關(guān)S12，兩個(gè)所述電容為第一電容Cl 和第二電容C2 ;第一可控開關(guān)SI的第一端、第三可控開關(guān)S3的第二端、第八可控開關(guān)S8的第一端和第十可控開關(guān)SlO的第二端相互連接，第八可控開關(guān)S8的第二端、第六可控開關(guān) S6的第一端和第二電容C2的第一端相互連接，第十可控開關(guān)SlO的第一端、第十二可控開關(guān)S12的第二端和第二電容C2的第二端相互連接，第七可控開關(guān)S7的第二端、第五可控開關(guān)S5的第一端和第一電容Cl的第一端相互連接,第九可控開關(guān)S9的第一端、第^ 可控開關(guān)Sll的第二端和第一電容Cl的第二端相互連接；第二可控開關(guān)S2的第一端和第四可控開關(guān)S4的第二端均與輸入電源Vin的第一端連接，第七可控開關(guān)S7的第一端和第九可控開關(guān)S9的第二端均與輸入電源Vin的第二端連接，第一可控開關(guān)SI的第二端與第二可控開關(guān)S2的第二端均與所述三電平輸出變頻器單元的輸出電源Voutl的第一端連接，第三可控開關(guān)S3的第一端與第四可控開關(guān)S4的第一端均與所述三電平輸出變頻器單元的輸出電源Voutl的第二端連接，第五可控開關(guān)S5的第二端與第六可控開關(guān)S6的第二端均與所述五電平輸出變頻器單兀的輸出電源Vout2的第一端連接,第^ 可控開關(guān)Sll的第一端與第十二可控開關(guān)S12的第一端均與所述五電平輸出變頻器單元的輸出電源Vout2的第二端連接。如圖1所示，可控開關(guān)包括一個(gè)三極管和一個(gè)二極管，三極管的發(fā)射極與二極管 的正極連接，三極管的集電極與二極管的負(fù)極連接，三極管的發(fā)射極為可控開關(guān)的第一端， 三極管的集電極為可控開關(guān)的第二端，三極管的基極為可控開關(guān)的控制輸入端。上述可控 開關(guān)的結(jié)構(gòu)為常規(guī)結(jié)構(gòu)，所以未在圖中標(biāo)記三極管和二極管的符號(hào)。通過對(duì)各可控開關(guān)的基極信號(hào)的控制，實(shí)現(xiàn)各可控開關(guān)的開、關(guān)狀態(tài)，從而輸出不 同電平，再由這些電平組合為不同頻率的電源。任意時(shí)刻，每一個(gè)三電平輸出變頻器單元的 輸出電源Vout均為+E、-E和零電平之一,所以稱為三電平輸出；每一個(gè)五電平輸出變頻器 單元的輸出電源Vout均為+2E、+E、-E、-2E和零電平之一，所以稱為五電平輸出。整個(gè)電 容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器包括一個(gè)三電平輸出變頻器單元和一個(gè)五電平輸出變頻器 單元，可進(jìn)行串、并聯(lián)組合，從而實(shí)現(xiàn)更多電壓和頻率的電源輸出。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器，其特征在于：包括三電平輸出變頻器單元和五電平輸出變頻器單元，所述三電平輸出變頻器單元由四個(gè)可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控開關(guān)為第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)和第四可控開關(guān)，所述五電平輸出變頻器單元由八個(gè)可控開關(guān)和兩個(gè)電容構(gòu)成，八個(gè)所述可控開關(guān)為第五可控開關(guān)、第六可控開關(guān)、第七可控開關(guān)、第八可控開關(guān)、第九可控開關(guān)、第十可控開關(guān)、第十一可控開關(guān)和第十二可控開關(guān)，兩個(gè)所述電容為第一電容和第二電容；所述第一可控開關(guān)的第一端、所述第三可控開關(guān)的第二端、所述第八可控開關(guān)的第一端和所述第十可控開關(guān)的第二端相互連接，所述第八可控開關(guān)的第二端、所述第六可控開關(guān)的第一端和所述第二電容的第一端相互連接，所述第十可控開關(guān)的第一端、所述第十二可控開關(guān)的第二端和所述第二電容的第二端相互連接，所述第七可控開關(guān)的第二端、所述第五可控開關(guān)的第一端和所述第一電容的第一端相互連接，所述第九可控開關(guān)的第一端、所述第十一可控開關(guān)的第二端和所述第一電容的第二端相互連接；所述第二可控開關(guān)的第一端和所述第四可控開關(guān)的第二端均與輸入電源的第一端連接，所述第七可控開關(guān)的第一端和所述第九可控開關(guān)的第二端均與所述輸入電源的第二端連接，所述第一可控開關(guān)的第二端與所述第二可控開關(guān)的第二端均與所述三電平輸出變頻器單元的輸出電源的第一端連接，所述第三可控開關(guān)的第一端與所述第四可控開關(guān)的第一端均與所述三電平輸出變頻器單元的輸出電源的第二端連接，所述第五可控開關(guān)的第二端與所述第六可控開關(guān)的第二端均與所述五電平輸出變頻器單元的輸出電源的第一端連接，所述第十一可控開關(guān)的第一端與所述第十二可控開關(guān)的第一端均與所述五電平輸出變頻器單元的輸出電源的第二端連接。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電容箝位型混合級(jí)聯(lián)橋式變頻器，其特征在于包括三電平輸出變頻器単元和五電平輸出變頻器単元，所述三電平輸出變頻器單元由四個(gè)可控開關(guān)構(gòu)成，四個(gè)所述可控開關(guān)為第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)和第四可控開關(guān)，所述五電平輸出變頻器単元由八個(gè)可控開關(guān)和兩個(gè)電容構(gòu)成，八個(gè)所述可控開關(guān)為第五可控開關(guān)、第六可控開關(guān)、第七可控開關(guān)、第八可控開關(guān)、第九可控開關(guān)、第十可控開關(guān)、第十一可控開關(guān)和第十二可控開關(guān)，兩個(gè)所述電容為第一電容和第二電容；所述第一可控開關(guān)的第一端、所述第三可控開關(guān)的第二端、所述第八可控開關(guān)的第一端和所述第十可控開關(guān)的第二端相互連接，所述第八可控開關(guān)的第二端、所述第六可控開關(guān)的第一端和所述第二電容的第一端相互連接，所述第十可控開關(guān)的第一端、所述第十二可控開關(guān)的第二端和所述第二電容的第二端相互連接，所述第七可控開關(guān)的第二端、所述第五可控開關(guān)的第一端和所述第一電容的第一端相互連接，所述第九可控開關(guān)的第一端、所述第十一可控開關(guān)的第二端和所述第一電容的第二端相互連接；所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張鋒，
申請(專利權(quán))人：成都市思博睿科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：