[发明专利]一种复合单元级联多电平逆变电路能量回馈装置及其控制方法

权利要求书

1.一种复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈装置，其特征在于，包括两个级联的能量回馈单元、以及设置在能量回馈单元之间依次级联的若干功率单元，所述功率单元均与能量回馈单元级联设置。

2.根据权利要求1所述的复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈装置，其特征在于，所述能量回馈单元包括能量回馈单元A1和能量回馈单元A4；所述功率单元为两个，分别为功率单元A2和功率单元A3。

3.一种复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈装置，其特征在于，包括两个级联的功率单元、以及设置在功率单元之间依次级联的若干能量回馈单元，所述功率单元均与能量回馈单元级联设置。

4.根据权利要求3所述的复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈装置，其特征在于，所述功率单元包括功率单元A5和功率单元A10；所述能量回馈单元为四个，分别为能量回馈单元A6、能量回馈单元A7、能量回馈单元A8、能量回馈单元A9。

5.根据权利要求1或3所述的复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈装置，其特征在于，所述能量回馈单元包括一个基于三相PWM整流电路的功率单元，所述基于三相PWM整流电路的功率单元由逆变电路、中间直压电路和三相PWM整流电路并联构成，所述逆变电路均是绝缘栅双极型晶体管构成的单相H型桥式电路；所述中间直压电路均为一直流电容；所述三相PWM整流电路由绝缘栅双极型晶体管T1、T2、T3、T4、T5、T6构成，绝缘栅双极型晶体管T1、T3、T5共集电极，其发射极分别与三相电源的三相相接，绝缘栅双极型晶体管T4、T6、T2共发射极，其集电极分别与三相电源的三相相接。

6.根据权利要求1或3所述的复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈装置，其特征在于，所述功率单元包括一个基于三相相控整流电路的功率单元，所述基于三相相控整流电路的功率单元由逆变电路、中间直压电路和三相相控整流电路并联构成，所述逆变电路均是绝缘栅双极型晶体管构成的单相H型桥式电路；所述中间直压电路均为一直流电容；所述三相相控整流电路由晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6构成，晶闸管VT1、VT3、VT5共阴极，其阳极分别与三相电源的三相相接，晶闸管VT4、VT6、VT2共阳极，其阴极分别与三相电源的三相相接。

7.一种根据权利要求1所述的复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈方法，其特征在于，包括以下两种情况的选择步骤：

选择步骤1，当电容C1电压低于Vcon时，电压检测单元检测到信息，反馈至控制器，控制器发出PMW控制信号，通过控制功率单元A1的逆变电路中绝缘栅双极型晶体管S9a、S8a导通以及绝缘栅双极型晶体管S7a、S10a关断，使负载回馈电流通过功率单元A3的逆变电路输出端口a1流入经绝缘栅双极型晶体管S9a的反并联二极管和绝缘栅双极型晶体管S8a的反并联二极管，为电容C1充电，再从功率单元A3的逆变电路输出端口b1流出，最后从功率单元A4的逆变电路输出端口a2流入，经过绝缘栅双极型晶体管S9b的反并联二极管、中间直压电路电容C2和绝缘栅双极型晶体管S8b的反并联二极管和功率单元A4的逆变电路输出端口b2这个回路，直接流入功率单元A4的中间直压电路电容C2； 

选择步骤2，当电容C1电压稳定为Vcon时，控制器发出PMW控制信号，控制功率单元A3的逆变电路中绝缘栅双极型晶体管S7a导通以及绝缘栅双极型晶体管S8a、S9a、S10a全部关断，使负载回馈电流通过功率单元A3的逆变电路输出端口a1流入缘栅双极型晶体管S9a的反并联二极管和绝缘栅双极型晶体管S7a，再从功率单元A3的逆变电路输出端口b1流出，最后从功率单元A4的逆变电路输出端口a2流入，经过绝缘栅双极型晶体管S9b的反并联二极管、中间直压电路电容C2和绝缘栅双极型晶体管S8b的反并联二极管和功率单元A4的逆变电路输出端口b2这个回路，直接流入功率单元A4的中间直压电路电容C2。

8.一种根据权利要求3所述的复合单元级联多电平逆变电路及能量回馈方法，其特征在于，包括以下两种情况的选择步骤：

选择步骤1，当电容C1电压低于Vcon时，电压检测单元检测到信息，反馈至控制器，控制器发出PMW控制信号，通过控制功率单元A5的逆变电路中绝缘栅双极型晶体管S9a、S8a导通以及绝缘栅双极型晶体管S7a、S10a关断，使负载回馈电流通过功率单元A5的逆变电路输出端口a1流入经绝缘栅双极型晶体管S9a的反并联二极管和绝缘栅双极型晶体管S8a的反并联二极管，为电容C1充电，再从功率单元A5的逆变电路输出端口b1流出，最后从功率单元A6的逆变电路输出端口a2流入，经过绝缘栅双极型晶体管S9b的反并联二极管、中间直压电路电容C2和绝缘栅双极型晶体管S8b的反并联二极管和功率单元A6的逆变电路输出端口b2这个回路，直接流入功率单元A6的中间直压电路电容C2； 

选择步骤2，当电容C1电压稳定为Vcon时，控制器发出PMW控制信号，控制功率单元A5的逆变电路中绝缘栅双极型晶体管S7a导通以及绝缘栅双极型晶体管S8a、S9a、S10a全部关断，使负载回馈电流通过功率单元A5的逆变电路输出端口a1流入缘栅双极型晶体管S9a的反并联二极管和绝缘栅双极型晶体管S7a，再从功率单元A5的逆变电路输出端口b1流出，最后从功率单元A6的逆变电路输出端口a2流入，经过绝缘栅双极型晶体管S9b的反并联二极管、中间直压电路电容C2和绝缘栅双极型晶体管S8b的反并联二极管和功率单元A6的逆变电路输出端口b2这个回路，直接流入功率单元A6的中间直压电路电容C2。