[发明专利]多重化逆变器及有源电力滤波器

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的逆变器电路及有源电力滤波器。

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，不能很好的解决各种问题。

例如，现有的逆变器结构主要有图1至图2所示。其中图1为最常用的两电平逆变器3相4线(3p4w)结构，中线(N线)直接和直流母线中点连接。由于中线存在，三相被完全解耦，可以单独控制。但中线电流都经过直流母线，直流母线电容需要设计较大来平抑纹波。图2是传统的三电平逆变器3p4w结构，同样中线(N线)直接和直流母线中点连接。三电平逆变器可以减少输入侧谐波含量，但同样需要将直流母线电容设计的较大。

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。两者结构中，三相均被中线解耦，每相电感的纹波相对3相3线(3p3w)结构中的电感纹波都会较大。同时直流母线电容需要设计较大以平抑中线电流产生的纹波。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题之一，提供了一种至少具有以下优点之一的多重化逆变器，即能平抑中线电流产生的纹波，无需增大直流母线电容，能提高效率，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器，内设上述的多重化逆变器，具有至少能平抑中线电流产生的纹波，无需增大直流母线电容，能提高效率和降低成本其中之一的优点。

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：

一中线；

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；

一直流母线，包括至少一电容，所述直流母线和所述三相逆变桥并联连接；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；

一中线电感模块，包括至少一电感，所述中线电感模块的一端耦接至所述直流母线的中点，所述中线电感模块的另一端耦接至所述多重化逆变器的中线；

多重化逆变器的三相输出，包括第一相输出、第二相输出和第三相输出，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多重化逆变器的第一相输出，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重化逆变器的第二相输出，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重化逆变器的第三相输出。

根据本发明的多重化逆变器的一实施例，所述至少两个逆变单元中的每一逆变单元还包括一中线开关器件，所述中线开关器件串联连接所述逆变单元的中线电感模块。

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：

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分别对应耦接所述多重化逆变器的第一相、第二相和第三相输出；

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和所述第一相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第一个耦接点，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和所述第二相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第二个耦接点，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和所述第三相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第三个耦接点；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，每一组滤波组件包括至少一电容器，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。