[发明专利]具有制动电阻连接的逆变器电路

说明书

一种电路，包括用于连接到DC链路的正电压的第一电力节点、用于连接到DC链路的负电压的第二电力节点和用于连接到DC链路的中点电压的中点电力节点，该电路进一步包括三电平中性点钳位转换器模块和制动电阻连接。

技术领域

本发明涉及用于逆变器的制动单元(或制动斩波器)。

背景技术

图1是包括可调速驱动器(ASD)的系统的框图，该系统总体上由附图标记1指示。系统1包括AC电源2、ASD 4和负载6(例如电动机)。ASD 4包括整流器8(通常为基于二极管的整流器，如图1所示，尽管替换方案例如高级前端整流器是大家熟知的)、DC链路电容器10、逆变器12和控制模块14。

AC电源2的输出连接到整流器8的输入。整流器8的输出为逆变器12提供DC电力。进一步如下所述，逆变器12包括用于将DC电压转换为AC电压的切换模块，AC电压的频率和相位取决于门控制信号。门控制信号通常由控制模块14提供。以这种方式，每个输入到负载6的频率和相位均能被控制。

逆变器12通常与控制模块14进行双向通信。逆变器12可以监控与负载6的三路连接(假设驱动的是三相负载)中的每一路连接的电流和电压，并且可以向控制模块14提供电流和电压数据(然而使用电流传感器和电压传感器并不是绝对必要的)。控制模块14可以利用电流和/或电压数据(可获得的)来生成为按照预期操作负载所需要的门控制信号；另一种布局是通过得出的电压和切换型式来估算电流——还存在其他的控制布局。

诸如系统1的系统所具有的普遍问题是负载6在某些情况下可以充当发电机。这种情况下，逆变器12可以将能量反馈给DC链路10，使得DC链路电压上升。制动斩波器(或制动单元)是一种可以用于消耗DC链路处的能量以降低DC链路电压的电路。本发明寻求提供现有制动斩波器/制动单元电路的替代方案。

附图说明

现在将参考下面的简图进一步详细地描述本发明，其中：

图1是驱动负载的现有变频器系统的框图；

图2示出了包括制动斩波器电路的逆变器系统；

图3示出了可以用于图2的逆变器系统的单相三电平逆变器电路；

图4示出了可以用于图2的逆变器系统的三相三电平逆变器电路；

图5示出了制动斩波器电路；

图6是示出图5的制动斩波器电路的切换状态的表格；以及

图7示出了用于制动斩波器电路的控制布局。

具体实施方式

图2示出了包括连接到DC链路的正电压(DC+)的第一电力节点、连接到DC链路的负电压(DC-)的第二电力节点和用于连接到DC链路的中点电压的中点电力节点(即所谓的“中性点”(NP))的逆变器系统，该逆变器系统总体上由附图标记20指示。第一DC链路电容器21设置在正DC链路电压和中性点之间；第二DC链路电压设置在负DC链路电压和中性点之间。系统20进一步包括逆变器24。逆变器的输出可以耦接到负载(例如图1所示的负载6)。

系统还包括与系统20的第一电力节点、第二电力节点和中点电力节点相连接的制动斩波器电路26。制动电阻28设置在制动斩波器单元26的输出和中点电力节点NP之间。

通过经由制动斩波器电路26将制动电阻28与第一电力节点相连接，可以使第一DC链路电容器21放电。同样地，通过经由制动斩波器电路26将制动电阻28与第二电力节点相连接，可以使第二DC链路电容器22放电。通过断开与制动电阻28的连接，使制动电路26不起作用。因此，制动斩波器电路26可以用于使第一DC链路电容器和第二DC链路电容器在它们中任意一个的电压变得非常大时放电。