一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元制造技术

一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元，它包括串联在一起的四个IGBT管，其中第一IGBT管与第二IGBT管之间的连接点为A点，其中第三IGBT管与第四IGBT管之间的连接点为B点；它还包括一个中性O点，中性O点与A点之间连接第一二极管，中性O点与B点之间连接第二二极管，它还包括一个钳位电阻，所述的钳位电阻与第一二极管、第二二极管并联连接。采用上述技术方案的本实用新型专利技术，功率单元中添加IGBT均压保护电阻有效解决了串联的两个IGBT分压不均的问题，减少了IGBT因分压不均造成损坏的机率，降低了变频器发生故障的概率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元，它包括串联在一起的四个IGBT管，其中第一IGBT管与第二IGBT管之间的连接点为A点，其中第三IGBT管与第四IGBT管之间的连接点为B点；它还包括一个中性O点，中性O点与A点之间连接第一二极管，中性O点与B点之间连接第二二极管，它还包括一个钳位电阻，所述的钳位电阻与第一二极管、第二二极管并联连接。采用上述技术方案的本技术，功率单元中添加IGBT均压保护电阻有效解决了串联的两个IGBT分压不均的问题，减少了IGBT因分压不均造成损坏的机率，降低了变频器发生故障的概率。【专利说明】一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元
本技术涉及一种变频器功率单元，具体地说是涉及一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元。
技术介绍
中点钳位式三电平变频器的原理简图如图1所示，整流部分由3个功率单元(U相、V相和W相)组成，通过整流算法将三相交流电转换成直流电，并由直流环节的两个电容进行滤波，电容中间引出中性点，与整流和逆变功率单元相连，从而使直流环节有三个电平，之后逆变部分再将直流转换成三相交流电。其中原理图的P点电压值为+Udc/2 ；0点电压值为OV ；N点电压值为_Udc/2。传统的功率单元如图2所示，它的控制逻辑有三种:一是Vl和V2开通，其余关断，此时交流端与P端通过IGBT导通，故交流端输出电压为+Udc/2 ;二是V3和V4开通，其余关断，此时交流端与N端通过IGBT导通，故交流端输出电压为-Udc/2 ;三是V2和V3开通，其余关断，此时交流端通过VDl和V2 (或者VD2和V3)和O端导通，故交流端输出电压为O。当功率单元在第一种和第二种情况下时，有两个串联的IGBT承受直流母线上的电压Udc。由于每个IGBT特性不完全一致，会导致分压不均，影响IGBT长期稳定运行特性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公司在传统的功率单元的基础上设计一种IGBT均压保护电路，当功率单元工作在第一种和第二种情况下时，可以使两个串联的IGBT均压一致，提高IGBT的长期工作稳定性。为解决上述问题，本技术采用以下技术方案:—种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元，它包括串联在一起的四个IGBT管，其中第一 IGBT管与第二 IGBT管之间的连接点为A点，其中第三IGBT管与第四IGBT管之间的连接点为B点；它还包括一个中性O点，中性O点与A点之间连接第一二极管，中性O点与B点之间连接第二二极管，它还包括一个钳位电阻，所述的钳位电阻与第一二极管、第二二极管并联连接。采用上述技术方案的本技术，功率单元中添加IGBT均压保护电阻有效解决了串联的两个IGBT分压不均的问题，减少了 IGBT因分压不均造成损坏的机率，降低了变频器发生故障的概率。【专利附图】【附图说明】图1为三电平变频器原理简图。图2为传统的功率单元。图3为改进后的功率单元。【具体实施方式】如图3所示，一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元，它包括串联在一起的四个IGBT管，其中第一 IGBT管Vl与第二 IGBT管V2之间的连接点为A点，其中第三IGBT管V3与第四IGBT管V4之间的连接点为B点；它还包括一个中性O点，中性O点与A点之间连接第一二极管VD1，中性O点与B点之间连接第二二极管VD2，它还包括一个钳位电阻R1，所述的钳位电阻Rl与第一二极管VD1、第二二极管VD2并联连接。本技术与传统的功率单元相比多了一个钳位电阻R1，如图3所示。当功率单元工作在第一种情况，第一 IGBT管Vl和第二 IGBT管V2开通，第三IGBT管V3和第四IGBT管V4关断时，P点电压为+Udc/2，N点电压为-Udc/2，串联的第三IGBT管V3和第四IGBT管V4承受直流母线上的电压Udc。因为O点电压为0V，A点电压为+Udc/2，所以A和O点间可以通过钳位电阻Rl和第二 IGBT管V2构成通路(如图3中单箭头所示)，从而使B点电压通过第二 IGBT管V2被钳位成与O点等电势，均为0V。这样第三IGBT管V3和第四IGBT管V4被有效均压，均承受Udc/2的电压。当功率单元工作在第二种情况，第三IGBT管V3和第四IGBT管V4开通，第一 IGBT管Vl和第二 IGBT管V2关断时，P点电压为+Udc/2，O点电压为-Udc/2，串联的第一 IGBT管Vl和第二 IGBT管V2承受直流母线上的电压Udc。因为O点电压为0V，B点电压为+Udc/2，所以O和B点间通过钳位Rl和第一二极管VDl构成通路(如图3中双箭头所示)，从而使A点电压通过第一二极管VDl被钳位成与O点等电势，均为0V。这样第一 IGBT管Vl和第二IGBT管V2被有效均压，均承受Udc/2的电压。如上所述，增加IGBT均压保护电路后可以有效保证串联的两个IGBT分压一致，防止IGBT分压不均造成的IGBT损坏。【权利要求】1.一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元，它包括串联在一起的四个IGBT管，其中第一 IGBT管(VI)与第二 IGBT管(V2)之间的连接点为A点，其中第三IGBT管(V3)与第四IGBT管(V4)之间的连接点为B点；它还包括一个中性O点，中性O点与A点之间连接第一二极管(VD1)，中性O点与B点之间连接第二二极管(VD2)，其特征在于:它还包括一个钳位电阻(R1)，所述的钳位电阻(Rl)与第一二极管(VD1)、第二二极管(VD2)并联连接。【文档编号】H02M1/088GK203596737SQ201320704717【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日 【专利技术者】张福贵, 宋青东, 张超, 赵辉, 姬忠震, 陈海亮 申请人:焦作市明株自动化工程有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有均压保护功能的三电平变频器功率单元，它包括串联在一起的四个IGBT管，其中第一IGBT管（V1）与第二IGBT管（V2）之间的连接点为A点，其中第三IGBT管（V3）与第四IGBT管（V4）之间的连接点为B点；它还包括一个中性O点，中性O点与A点之间连接第一二极管（VD1），中性O点与B点之间连接第二二极管（VD2），其特征在于：它还包括一个钳位电阻（R1），所述的钳位电阻（R1）与第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）并联连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张福贵，宋青东，张超，赵辉，姬忠震，陈海亮，
申请(专利权)人：焦作市明株自动化工程有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：