[发明专利]一种交错并联逆变器

说明书

本发明公开了一种交错并联逆变器，包括：A相桥逆变电路、B相桥逆变电路、C相桥逆变电路、A相耦合电感、B相耦合电感、C相耦合电感；输入端均并联在直流母线两端；A相桥逆变电路的输出端与A相耦合电感的输入端连接，B相桥逆变电路的输出端与B相耦合电感的输入端连接，C相桥逆变电路的输出端与C相耦合电感的输入端连接；A相耦合电感的输出端、B相耦合电感的输出端和C相耦合电感的输出端均与电网连接；A相桥逆变电路、B相桥逆变电路和C相桥逆变电路包括M个桥臂，且各自的桥臂驱动信号的载波相差360°/M。本发明采用多相桥逆变电路交错并联，能够使输出电流的纹波频率增大为至少3倍的开关频率，可减小输出滤波电感的设计感值。

技术领域

本发明属于并网逆变器技术领域，更具体地，涉及一种交错并联逆变器。

背景技术

并网逆变器是实现新能源接入电网的重要接口，能够实现直流逆变到交流，将能量从直流侧传输到电网。现有的并网逆变器通常采用一个全桥结构，这种结构拓扑简单，控制方案成熟，但是受器件的限制，功率往往不大。为了获得更大的功率，采用多个桥逆变电路的输出并联的方式，不但可以提高功率，还可以提高设备的可靠性。

常规的并联方式中，每个桥逆变电路相同相的开关管具有相同的驱动信号，输出相同的波形，通过输出电感并联到一起。这种控制方法下，设备的开关频率不高，为了满足谐波要求，需要连接感值比较大的滤波电感。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种多相桥逆变电路交错并联的并网逆变器，旨在提高输出电流纹波的频率以减小输出滤波电感的感值，并且使滤波电感的设计更灵活自由。

为实现上述目的，本发明提供了一种交错并联逆变器，包括：A相桥逆变电路、B相桥逆变电路、C相桥逆变电路、A相耦合电感、B相耦合电感、C相耦合电感；A相桥逆变电路的输入端、B相桥逆变电路的输入端、C相桥逆变电路的输入端均并联在直流母线两端；A相桥逆变电路的输出端与A相耦合电感的输入端连接，B相桥逆变电路的输出端与B相耦合电感的输入端连接，C相桥逆变电路的输出端与C相耦合电感的输入端连接；A相耦合电感的输出端、B相耦合电感的输出端和C相耦合电感的输出端均与电网连接；A相桥逆变电路、B相桥逆变电路和C相桥逆变电路的结构相同，均包括M个桥臂，且A相桥逆变电路、B相桥逆变电路和C相桥逆变电路各自的桥臂驱动信号的载波相差360°/M；M为大于等于3的整数。

更进一步地，A相耦合电感、B相耦合电感和C相耦合电感的结构相同。这种相同的结构方便耦合电感的设计与制作，也能使得逆变器的电感参数和特性保持对称相同，能在三相电网下获得对称的A、B、C三相输出特性。

更进一步地，A相耦合电感包括：(M+2)柱的磁芯，其中M柱设置在中间，2柱分别设置在两侧。这种结构设计首先能满足耦合电感的功能实现。位于中部的M柱上的绕组用于获得耦合电感，这个耦合电感与对应的M个桥臂中点相连接，解决交错并联所附带的环流问题。因为交错并联与常规并联不同，M个桥臂的输出并不是完全相同的波形，存在电压差。因此需要比较大的耦合电感来阻止电压差导致的桥臂间的环流。将M柱集中在中部，具有对称性，可以使每柱的耦合电感一致。而外侧的2柱是用于集成输出电感。输出电感是用于滤除M个桥臂总和的输出电流的纹波。只需要比较小的值即可，因此需要在两侧柱上开气隙。将这2柱放在两侧，即考虑了功能上实现的需求，也顾及了工艺上的方便实现。

更进一步地，中间M柱的宽度相等，两侧两柱宽度相等，且中间M柱中任意一柱的宽度是两侧任意一柱宽度的两倍。这种宽度上的设计使得耦合电感能够方便的利用现有的磁芯拼接而成。比如E型磁芯的中柱宽度是边柱的两倍，将E性磁芯边柱挨着边柱并成一排，可以满足耦合电感所需的宽度要求。