[发明专利]新型三相两电平逆变装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种新型的三相两电平逆变装置用以电气工程领域各类需要调压、调频、调速、谐波抑制及无功补偿等负载中。

背景技术

近年来，交流变频调速系统以其卓越的调速性能，显著的节电效果以及在世界经济各个领域的广泛适用性，在逐步取代直流调速系统的同时，成为最有前途的调速方式。在工业、交通运输、电力系统、电力电子装置用电源及家用电器等领域得到了广泛的应用。

电力电子器件的发展，对电力电子装置的发展起着决定性的作用。1904年出现的电子管、晶体管为电力电子变流技术奠定了基础。70年代出现的晶闸管使整流、逆变技术逐渐进入了电力电子变频时代，并逐步取代了以往的旋转变流机组。80年代出现的自关断大功率双极性晶体管（GTR）其性能远远超过半控型器件晶闸管，使其在变频领域迅速占领主导地位。但是，无论是GTR还是GTO都是电流型器件，都有驱动电流大，开关频率低的缺点。80年代初期出现的电力场效应管（MOSFET）属于电压型器件，驱动功率小，安全工作区大，开关频率高，但是这种器件耐电压、电流能力低，限制了它的应用范围。在80年代后期，以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起。IGBT是MOSFET和BJT的复合，将MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一体，性能非常优越。使之成为现代电力电子技术的主导器件。进入90年代，为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减小，出现了将检测、驱动、保护等功能集成在一起的功率集成器件（IPM）。后来又在IPM的基础上，将逻辑、控制等功能集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目前，电力电子器件制造技术正向着高压大功率、高开关频率、高度集成、低驱动功率的方向发展。

电力电子器件的不断革新，使其应用技术得到了迅速发展，在二电平逆变器的基础上，出现了大量的新型拓扑结构。如中性点箝位三电平PWM逆变器、五电平PWM逆变器，单元串联多电平PWM逆变器，变压器耦合输出逆变器，模块化多电平变换器等。

新型功率器件的出现及新型拓扑结构的发展，在一定程度上提高了电力电子装置的性能及容量。但大量电力电子元件的使用，势必会降低电力电子装置的安全稳定性，提高电力电子装置的成本。

因此，亟待研发出在满足传统三相两电平逆变器的全部性能、功能的前提下节约成本的电力电子装置。

发明内容

发明目的

本发明提供一种电力电子装置，用于实现三相电源的变压、变频，将此功能用于三相两电平逆变装置中，目的在于调节负载电压、频率调节及转速等，可大幅降低系统成本。

技术方案

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种新型三相两电平逆变装置，其特征在于：包括与电网连接的电抗器、浪涌防护电路、三相不控整流器、限流电路、滤波电容、母线电压检测电路、三相逆变电路、三相电流检测电路、驱动电路、控制电路和RL负载；电抗器连接浪涌防护电路，浪涌防护电路连接三相不控整流器，三相不控整流器通过限流电路连接滤波电容，滤波电容连接母线电压检测电路，母线电压检测电路连接三相逆变电路，三相逆变电路连接三相电流检测电路和驱动电路，驱动电路连接控制电路，三相电流检测电路连接RL负载。

三相逆变电路是由第一晶闸管、第二晶闸管、第三晶闸管、第四晶闸管、第五晶闸管、第六晶闸管、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、第六续流二极管、第一吸收电容、第二吸收电容、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第一正向二极管、第二正向二极管、第三正向二极管、第一反向二极管、第二反向二极管、第三反向二极管构成的三相九开关桥式连接组成；其中，第一晶闸管与第一续流二极管及第一吸收电容并联后与第一IGBT串联，第一IGBT与第一反向二极管及第一正向二极管串联并与第二吸收电容并联后与第四晶闸管串联，第四晶闸管与第四续流二极管及吸收电容并联；第二晶闸管与第二续流二极管及吸收电容并联后与第二IGBT串联，第二IGBT与第二反向二极管及第二正向二极管串联并与吸收电容并联后与第五晶闸管串联，第五晶闸管与第五续流二极管及吸收电容并联；第三晶闸管与第三续流二极管及吸收电容并联后与第三IGBT串联，第三IGBT与第三反向二极管及第三正向二极管串联并与吸收电容并联后与第六晶闸管串联，第六晶闸管与第六续流二极管及吸收电容并联；第一晶闸管与第二晶闸管及第三晶闸管并联，第四晶闸管与第五晶闸管及第六晶闸管并联。