[实用新型]一种简化的五电平电压源型变换装置

说明书

一种简化的五电平电压源型变换装置，包括四个电容器，其中第一电容器C1，第二电容器C2为电流母线电容，第三电容C3，第四电容器C4为钳位电容。第一接线端(1)、第二接线端(2)，第三接线端(3)、第四接线端(4)，第五接线端(5)，第六接线端(6)，第七接线端(7)，第八接线端(8)，第九接线端；以及十个绝缘栅双极晶体管IGBT1～IGBT10。本实用新型减少了电平转换过程中开关状态变化的开关管数量，控制简单。无需钳位二极管，所用的电容和开关管数量也极少，大幅降低了整个系统的成本和体积。

技术领域

本文涉及一种五电平电压源型变换装置，用于电力变换系统中，属于电力电子变换器领域。

背景技术

近年来，随着科技的发展，电力电子技术在日益增高的工业要求的推动下快速发展。多电平变换装置具有器件电压应力低、功率大、开关频率低、输出波形总谐波畸变率低、系统电磁干扰小等优点，因此电力电子装置也被广泛应用在各个行业领域中。多电平变换器拓扑结构分为二极管钳位型，飞跨电容型，级联型。这三种拓扑结构被广泛的应用。但是这三种拓扑结构类型有着不能忽视的缺点。二极管钳位所使用的钳位二极管的数量会随着电平数目成次方增加，所以在高电平领域中很难大规模使用。飞跨电容型虽然省略了钳位二极管，但是随之带来的是电容电压控制以及电容器数目增多的难题。而级联型拓扑结构需要外加电源实际使用起来也极为的不便。因此，寻找一个克服众多缺点的多电平变换器拓扑结构是极为重要的。

目前，有很多的优化五电平结构被提出。但大多数的五电平结构并不能很好有效的解决拓扑结构器件数目和成本的问题。本实用新型所述的五电平拓扑结构只需极少数目的电容和开关管且无需钳位电容。电路拓扑结构简单，电平输出稳定，控制方式简单。无论在理论还是生产实践中，都有显著的优势。

实用新型内容

针对上述技术所存在的问题，本实用新型提供了一种五电平变换器装置，拓扑结构简单，输出电平数目稳定，控制方法简单，所用的电容器数目和绝缘栅双极晶体管IGBT的数目极少，不需要钳位二极管，且部分开关器件可使用成本较低的SI材料开关器件。

为了实现上述的目的，本电压源型五电变换装置，包括第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4；第一接线端(1)、第二接线端(2)，第三接线端(3)、第四接线端(4)，第五接线端(5)，第六接线端(6)，第七接线端(7)，第八接线端 (8)，第九接线端(9)；以及十个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、 IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8、IGBT9、IGBT10；

第一电容器C1连接在第一接线端(1)与第二接线端(2)之间；

第二电容器C2连接在第二接线端(2)与第三接线端(3)之间；

第三电容器C3连接在第五接线端(5)与第四接线端(4)之间；

第四电容器C4连接在第四接线端(4)与第六接线端(6)之间；

绝缘栅双极晶体管IGBT1的集电极连接在第一接线端(1)，绝缘栅双极晶体管IGBT1 的发射极连接在第五接线端(5)；

绝缘栅双极晶体管IGBT2的集电极连接在第五接线端(5)，绝缘栅双极晶体管IGBT2 的发射极连接在第七接线端(7)；

绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极连接在第七接线端(7)，绝缘栅双极晶体管IGBT3 的发射极连接在第四接线端(4)；

绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极连接在第七接线端(7)，绝缘栅双极晶体管IGBT4 的发射极连接在第九接线端(9)；

绝缘栅双极晶体管IGBT5的集电极连接在第九接线端(9)，绝缘栅双极晶体管IGBT5 的发射极连接在第八接线端(8)；