[发明专利]简化的五电平电压源逆变器

权利要求书

1.简化的五电平电压源逆变器，其特征在于，它由直流电源（1）、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、五电平降压电路（2）和两电平电压源逆变电路（3）组成，

电容C1、电容C2、电容C3和电容C4串联后与直流电源（1）的两个输出端并联，所述电容C1、电容C2、电容C3和电容C4的电容量相同，五电平降压电路（2）的第一输入端（P）与直流电源（1）的正极相连，五电平降压电路（2）的第二输入端与电容C1和电容C2的连接端（O₁）相连，五电平降压电路（2）的第三输入端与电容C2和电容C3的连接端（O₂）相连，五电平降压电路（2）的第四输入端与电容C3和电容C4的连接端（O₃）相连，五电平降压电路（2）的第五输入端（N）与直流电源（1）的负极相连，五电平降压电路（2）的第一输出端与两电平电压源逆变电路（3）的第一输入端（P'）相连，五电平降压电路（2）的第二输出端与两电平电压源逆变电路（3）的第二输入端（N'）相连。

2.根据权利要求1所述的简化的五电平电压源逆变器，其特征在于，所述五电平降压电路（2）是由九个IGBT开关（S_B1、S_B2、S_B3、S_B4、S_B5、S_B6、S_B7、S_B8和S_B9）组成，所述第一IGBT开关（S_B1）的集电极作为五电平降压电路（2）的第一输入端（P），第一IGBT开关（S_B1）的发射极与第二IGBT开关（S_B2）的集电极相连后作为五电平降压电路（2）的第一输出端，第二IGBT开关（S_B2）的发射极同时与第三IGBT开关（S_B3）的发射极和第四IGBT开关（S_B4）的集电极相连，所述第三IGBT开关（S_B3）的集电极作为五电平降压电路（2）的第二输入端，第四IGBT开关（S_B4）的发射极同时与第五IGBT开关（S_B5）的集电极和第六IGBT开关（S_B6）的集电极相连，所述第五IGBT开关（S_B5）的发射极作为五电平降压电路（2）的第三输入端，第六IGBT开关（S_B6）的发射极同时与第七IGBT开关（S_B7）的集电极和第八IGBT开关（S_B8）的集电极相连，所述第七IGBT开关（S_B7）的发射极作为五电平降压电路（2）的第四输入端，第八IGBT开关（S_B8）的发射极端与第九IGBT开关（S_B9）的集电极端相连后作为五电平降压电路（2）的第二输出端，第九IGBT开关（S_B9）的发射极端作为五电平降压电路（2）的第五输入端（N）。

3.根据权利要求2所述的简化的五电平电压源逆变器，其特征在于，所述五电平降压电路（2）的九个IGBT开关的状态与所述五电平降压电路（2）的两个输出端输出的两个电平V_P'和V_N'之间的关系如表一所示：

表一

表中V_DC表示电容C1两端的电压幅值。

4.根据权利要求1所述的简化的五电平电压源逆变器，其特征在于，所述两电平电压源逆变电路（3）为三相逆变桥电路。

5.根据权利要求4所述的简化的五电平电压源逆变器，其特征在于，所述两电平电压源逆变电路（3）的三个桥臂中每一相桥臂的上下两个开关管（S_xp和S_xn）的状态、五电平降压电路的九个IGBT开关的状态与所述两电平电压源逆变电路（3）输出端电压V_xo之间的关系如表二所示，

表二

S_B1S_B2S_B3S_B4S_B5S_B6S_B7S_B8S_B9S_xpS_xn输出端电压V_xo101101010102V_DC10110101001V_DC100011010102V_DC100011010010100000110102V_DC10000011001-V_DC100000001102V_DC10000000101-2V_DC010111010100010111010010

01010110110V_DC01010110101-2V_DC01011000110001011000101-2V_DC01100000110-V_DC01100000101-2V_DC

表中，S_xp表示x相桥臂中上侧的开关管，S_xn表示x相桥臂中下侧的开关管，其中x∈{a,b,c}；V_DC表示电容C1两端的电压幅值。