[发明专利]多重化逆变器及有源电力滤波系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器结构，尤其涉及一种多重化逆变器及有源电力滤波系统。

背景技术

电力电子技术的迅猛发展，使得电力电子装置的应用越来越广泛。其中不间断电源(UPS)，有源电力滤波器(APF)，静止无功发生器(SVG)等应用场合中，逆变器得到了普遍的应用。针对减少逆变器体积，提高逆变器效率，降低逆变器成本，减少逆变器输出谐波，3相3线和3相4线的兼容等各种指标，业界都做出了各种尝试和努力，但各种电路拓扑都有各自的局限性，比如现有的各种电路拓扑的应用场合各有局限且不能很好的解决各种问题。

例如，现有的逆变器拓扑主要有图1和图2所示，其中图1为两电平逆变器，图2是三电平逆变器。在这些现有技术中，两电平逆变器需要选取较高耐压的IGBT，并且效率和开关频率都会较低。为了滤除开关纹波，滤波器都会设计的较大，且损耗较大。三电平逆变器可以在一定程度上减少谐波输出和减少体积，但仍然会有较多的谐波输出，并且在3相3线和3相4线兼容上有缺陷。

有鉴于此，如何设计一种新型的逆变器，能解决其中之一的减少体积和谐波，提高效率和降低成本并可应用于各种场合的问题，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题之一，提供了一种多重化逆变器，能减少体积和谐波，提高效率和降低成本并可应用于各种场合。

本发明的另一目的在于提供了一种有源电力滤波系统，内设上述的多重化逆变器，能减少体积和谐波，提高效率和降低成本。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种多重化逆变器，所述多重化逆变器包括：

至少两个逆变单元，其中每一逆变单元包括：

多个开关器件组成的三相逆变桥；以及

逆变单元输出电感模块，包括第一相逆变单元输出电感模块、第二相逆变单元输出电感模块及第三相逆变单元输出电感模块，其中每一相逆变单元输出电感模块包括至少一电感，所述第一相、第二相和第三相逆变单元输出电感模块的一端分别对应耦接所述三相逆变桥的第一相、第二相和第三相；

三个耦接点，所述每一逆变单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成第一个耦接点，所述每一逆变单元的第二相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成第二个耦接点，所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成第三个耦接点；

多重化逆变器输出电感模块，包括第一相多重化逆变器输出电感模块、第二相多重化逆变器输出电感模块及第三相多重化逆变器输出电感模块，每一相多重化逆变器输出电感模块包括至少一电感，所述第一相、第二相和第三相多重化逆变器输出电感模块的一端分别对应耦接所述第一个、第二个和第三个耦接点，所述第一相、第二相和第三相多重化逆变器输出电感模块的另一端分别为所述多重化逆变器第一相、第二相和第三相输出；以及

三组滤波组件，包括第一组滤波组件、第二组滤波组件和第三组滤波组件，每一组滤波组件至少包括一电容器，所述第一组、第二组和第三组滤波组件分别对应耦接所述第一个、第二个和第三个耦接点。

根据本发明的多重化逆变器的一实施例，所述每一组滤波组件包括至少两个电容器并联和/或串联。

根据本发明的多重化逆变器的一实施例，所述每一组滤波组件包括电容和电阻组成的阻尼滤波器。

根据本发明的多重化逆变器的一实施例，所述每一组滤波组件包括电容和电感组成的陷波器。

根据本发明的多重化逆变器的一实施例，所述每一组滤波组件包括电容、电感组成的陷波器和电容、电阻组成的阻尼滤波器，其中所述陷波器和所述阻尼滤波器并联连接。

根据本发明的多重化逆变器的一实施例，所述多重化逆变器还包括：

至少两个电流检测器，其中每一逆变单元包括一电流检测器，所述电流检测器和所述逆变单元的逆变单元输出电感模块串联连接，用以采样所述逆变单元的输出电流；以及

一控制电路，包括：

至少两个控制器，其中所述控制器的一输入端和所述电流检测器的一输出端一一对应连接，分别接收来自所述电流检测器的电流值，并分别结合一设定的参考信号分别输出一占空比信号；以及

至少两个驱动信号发生器，其中所述驱动信号发生器的一输入端和所述控制器的一输出端一一对应连接，分别接收所述控制器输出的所述占空比信号，并分别接收一调制载波信号，分别输出一驱动信号以分别控制逆变单元中的三相逆变桥中的开关器件工作。