[实用新型]一种级联多电平逆变器

说明书

本实用新型公开了一种级联多电平逆变器，对于级联型的多电平逆变器，通常每一个级联单元都需要一个独立的直流电压源供电，成本较高，体积较大，而本实用新型只采用一个直流电压源同时给多个级联单元供电。先是将直流电压通过电力电子开关器件变换成脉冲宽度可调的直流电压脉冲，再通过高频变压器输出多路直流电压脉冲给级联单元供电，而且能够达到和多个独立直流电压源供电同样的效果。本实用新型能实现利用一个直流电压源同时给多个级联单元供电，降低了系统的成本，而且采用高频变压器，大大减小了系统的体积；并且由于直流电压脉冲宽度可调，在电机调速系统中可以实现前级调压调速，后级固定调制比，控制灵活。

技术领域

本实用新型涉及电力电子和电力传动技术领域，尤其涉及一种级联多电平逆变器。

背景技术

级联多电平逆变器由多个相同的功率单元级联而成的，通常每个单元中都有独立的直流电源存在。对于级联多电平逆变器，在它的主电路中，不会存在二极管钳位型逆变电路中电容均压问题，故在控制上简单了许多。而与飞跨电容型逆变器进行比较分析，由于主电路中没有和它一样使用电容作为钳位器，因此也就没有中间直流电压偏移问题。而当其某个级联单元损坏时，可以将这个单元旁路降级使用，不会对整个逆变器的正常工作产生影响，从而增加了逆变器的稳定性和容错性。并且可以通过对各个基本功率单元的调制控制从而达到对逆变器的控制，因此控制起来比较简单，扩展起来也比较容易。

但是通常级联多电平逆变器的每个级联模块都需要独立的直流电源，系统的体积大、成本高，这也限制了级联多电平的级联数。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种级联多电平逆变器。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术：

一种级联多电平逆变器，包含第一前级开关管、第二前级开关管、前级电容、高频变压器、3n个后级电容和3n个级联单元，n为大于等于1的整数；

所述级联单元采用H桥结构或者半桥结构，包含第一输出端和第二输出端；

所述高频变压器原边的一端和所述前级电容的一端相连，高频变压器原边的另一端分别和所述第二前级开关管的一端、外界直流电压源的一端相连；

所述第二前级开关管的另一端分别和所述前级电容的另一端、第一前级开关管的一端相连；

所述第一前级开关管的另一端和外界直流电压源的另一端相连；

所述高频变压器包含3n路输出副边，其中，第i路输出副边的一端通过第i个后级电容和所述第i个级联单元的母线电压正极相连，所述第i个级联单元的母线电压负极和所述第i路输出副边的另一端相连，i为大于等于1小于等于n的整数；

当n为1时，所述三个级联单元的第二输出端相互连接，三个级联单元的第一输出端分别为级联多电平逆变器的A相、B相、C相输出端；

当n为大于等于2的整数时，所述第j个级联单元的第二输出端和第j+1个级联单元的第一输出端相连，第j+n个级联单元的第二输出端和第j+1+n个级联单元的第一输出端相连，第j+2n个级联单元的第二输出端和第j+1+2n个级联单元的第一输出端相连，j为大于等于1小于等于n-1的整数；所述第n个级联单元的第二输出端分别和第2n个、第3n个级联单元的第二输出端相连，第1个、第n+1个、第2n+1个级联单元的第一输出端分别为级联多电平逆变器的A相、B相、C相输出端。

本实用新型还公开了一种该级联多电平逆变器的控制方法，级联多电平逆变器的三相输出端分别和交流电机的三相输入端对应相连，控制方法包含以下具体步骤：

步骤1），获得交流电机的相电流；

步骤2），获得交流电机的位置信号并计算出交流电机的转速；