[实用新型]一种新型双频控制大功率逆变器

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种新型双频控制大功率逆变器。 

背景技术

大功率逆变器在电力电子技术领域应用很广，如大功率的变频器、电力有源滤波器、静止无功补偿器等，而对于大功率逆变器场合，由于大功率开关器件的开关频率与开关容量之间存在矛盾，而且开关频率的限制难以应用SPWM技术来改善传统大容量逆变器的性能，因此人们在电路拓扑和控制策略等方面做了很多工作，力图在提高逆变器容量的同时改善其性能。 

传统的两电平逆变器，为了获得大功率一般依靠开关器件串并联来实现，但这将带来静态均压、动态均压以及均流等一系列问题，技术上的不确定因素很多，可靠性不高；并且由于输出只有两电平，输出电压谐波较大。 

早期提高大容量的方法是采用多重化技术。在电压型逆变器中，输出的交流电压为矩形波，为了减小谐波，常常把几个矩形波输出组合成正弦波。多重化系统具有输出功率大、运行效率高、可改善单台装置输出谐波等优点，但同时存在以下不足：控制采用脉幅调制，系统动态响应差，必须使用特殊设计的变压器，这将会使系统成本和损耗大大增加，且由于磁饱和以及冲击电流等原因增加了控制的难度。 

上述传统的逆变器在实现大功率的同时，在性能上并未有太多突 破，且以系统的复杂性和高成本为代价。近年来，多电平逆变器越来越多受到关注。它一般是由几个电平台阶典型情况是电容电压合成阶梯波以逼近正弦输出电压。这种变换器的输出波形具有更好的谐波频谱，每个开关器件所承受的电压应力较小，开关器件工作在输出电压基频以下，开关损耗小，因而这种变换器已成为研究的热点。但是多电平逆变器存在这样的缺点：需要大量的箝位二极管或箝位电容，存在中点电压不平衡问题，输出波形在五电平以上则控制上非常复杂，级联式多电平逆变器需要较多的独立电源。 

实用新型内容

本实用新型专利克服了以上技术的不足，提供了一种损耗低、控制简单、系统响应快、可靠性高的新型组合式双频控制的大功率逆变器。 

本实用新型为解决上述问题，采用如下技术方案： 

一种新型双频控制大功率逆变器，其特征在于由三个结构相同的逆变器输出电路组成，每个逆变器输出电路包括有 

将交流高压输入变为两个隔离的次级高压的第一移相隔离二重变压器电路1； 

将第一移相隔离二重变压器电路1的一个次级产生的电压整流成高压直流电压的第一高压整流器电路2； 

将第一移相隔离二重变压器电路1的另一个次级产生的电压整流成高压直流电压的第二高压整流器电路3； 

将第一高压整流器电路2产生的直流电压进行稳压和滤波的第一电容稳压滤波电路4； 

将第二高压整流器电路3产生的直流电压进行稳压和滤波的第二电容稳压滤波电路5； 

将高压直流电压逆变成五电平工频阶梯电压波形的五电平二极管箝位式高压低频逆变器级联单元电路6； 

产生五电平二极管箝位式高压低频逆变器级联单元电路6的开关管驱动信号的第一隔离驱动电路7； 

给第一隔离驱动电路7提供控制信号，且根据五电平二极管箝位式高压低频逆变器级联单元电路6输出的反馈信号给第二隔离驱动电路15提供控制信号的控制部分电路8； 

将交流输入高压变为两个隔离的次级低压的第二移相隔离二重变压器电路9； 

将第二移相隔离二重变压器电路9的一个次级产生的电压整流成高压直流电压的第一低压整流器电路10； 

将第二移相隔离二重变压器电路9的另一个次级产生的电压整流成高压直流电压的第二低压整流器电路11； 

将第一低压整流器电路10产生的直流电压进行稳压和滤波的第三电容稳压滤波电路12； 

将第二低压整流器电路11产生的直流电压进行稳压和滤波的第四电容稳压滤波电路13； 

将低压直流电压逆变成五电平高频PWM电压的五电平二极管箝位式低压高频逆变器级联单元电路14； 

产生五电平二极管箝位式低压高频逆变器级联单元电路14的开关管驱动信号的第二隔离驱动电路15； 

与五电平二极管箝位式低压高频逆变器级联单元电路14和五电平二极管箝位式高压低频逆变器级联单元电路6的级联输出相连接的输出滤波电路16。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：