[实用新型]一种IGBT钳位的四电平变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变频器，尤其是涉及一种IGBT钳位的四电平变频器。

背景技术

在我国工业系统中广泛应用的交-直-交型变频器，其逆变系统的核心是IGBT。由于电力电子器件技术的限制，器件耐压水平有限，比较成熟的高压IGBT耐压只能达到3300V，耐压6500V的IGBT尚未正式商品化。高压大电流器件普遍价格昂贵，往往耐压上一个等级，价格翻了数倍，大大增加了装置成本。在中高压大功率的应用场合。考虑到器件的耐压，电流和成本，为了获得高电压等级的功率变换，传统变频器只能靠器件的串并联来实现，而串并联会带来开关器件的静、动态均压、均流以及驱动信号同步等一系列问题，大大增加了系统的复杂程度，降低了系统的可靠性。

[0003] 两电平变频器的大功率化还有很多新的问题，如较大的du/dt和di/dt对器件及电机的冲击非常大的提高了负载的绝缘要求。电磁干扰、电磁兼容、轴电压、轴电流和长线传输问题的研究都处于起步阶段，这对系统的稳定性可靠性有极大的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种新的技术方案，该技术方案通过将多个功率器件按一定的拓扑结构组成可提供多电平输出的逆变电路，其主要目的是以四电平输出来逼近理想的正弦波形，从而减弱输出波形中的谐波影响。在获得高压输入输出特性的同时，多电平变频器也减轻了器件上的高压应力，可以使用较低电压等级的器件构造高压变流器，解决了器件串并联带来的问题，降低了系统的综合成本。

本实用新型的技术方案通过以下技术措施得以实现。本实用新型的IGBT钳位的四电平变频器，其特别之处在于：该变频器的主电路为三相四电平三级变频电路，四电平之间设置有第一级变频，所述第一级变频包括三个桥臂，两相邻的所述桥臂之间的输出端连接有第二变频，所述第二级变频包括两个桥臂，所述两个桥臂之间的输出端连接有第三变频，所述第三级变频包括一个桥臂，所述桥臂之间设置有输出端；每个所述桥臂均包括2个开关元件和2个续流二极管；所述四电平之间串联3个电容。

本实用新型IGBT钳位的四电平变频器的特别之处还在于：每个所述电容并联一个同种规格的电容。

本实用新型IGBT钳位的四电平变频器的特别之处还在于：所述电容的规格是770uF/1800V。

本实用新型IGBT钳位的四电平变频器的特别之处还在于：所述变频器为3300V变频器。

本实用新型的有益效果通过上述技术措施得以实现。本实用新型IGBT钳位的四电平变频器，随着电平数目的增加，四个电平台阶合成阶梯波，其电压幅值在相应的降低，这使功率元器件所承受的电压降低，更加有利于减少装置产生的du/dt。

由此可见，与现有技术相比，本实用新型IGBT钳位的四电平变频器具有以下优点：

（1）通过整体单元装置的串并联拓扑结构以满足3.3kv输出波形的需要；

（2）这种结构可使系统普遍采用直流母线方案，以实现在多台高压变频器之间能量互相交换；

（3）这种结构没有传统结构中的各级功率器件上的众多分压分流装置，消除了系统的可靠性低的因素，从而使系统结构非常简单，可靠，易于维护；

（4）输出波形非常接近正弦波，可适用于普通感应电机和同步电机调速，而无需降低容量，没有du/dt对电机绝缘等的影响，电机没有额外的温升。

因此，本实用新型IGBT钳位的四电平变频器是一种技术比较先进的高压变频器，本实用新型具有突出的实质性特点和显著的技术进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型具体实施方式作进一步说明。

图1为本实用新型IGBT钳位的四电平变频器电路示意图，由于三相电路中每相电路的结构均相同，为了清晰显示电路结构，此图仅为一相电路的结构示意图，其他两相电路与本结构示意图相同。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。