具有容错功能的逆变器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有容错功能的逆变器，包括直流电源和逆变桥，第一逆变桥臂的上桥臂和下桥臂上分别接有快速熔断器F1和快速熔断器F4，第二逆变桥臂的上桥臂和下桥臂上分别接有快速熔断器F3和快速熔断器F6，第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂上分别接有快速熔断器F5和快速熔断器F2；直流电源与逆变桥之间连接有逆变辅助电路，逆变辅助电路由上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S1、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3，以及单相整流桥Z1、Z2和Z3组成。本实用新型专利技术实现了短路故障或开路故障所在桥臂的故障隔离，具有很好的容错运行功能。

【技术实现步骤摘要】
具有容错功能的逆变器
本技术属于逆变器
，具体涉及一种具有容错功能的逆变器。
技术介绍
逆变器用于将直流电能转变成交流电能，按照直流侧电源性质的不同，逆变器被 分为电流源型逆变器和电压源型逆变器。电压源型逆变器由于结构简单、控制灵活等诸多 优点，得到了广泛应用，然而，其中的电力电子器件是最易发生故障的薄弱环节，其可靠性 问题一直没有得到有效解决。三相逆变器通常采用标准的三相桥式逆变结构，它不具有故 障容错能力，人们为了提高逆变器的可靠性通常采取元件降额使用或并联冗余元件等方法 来设计逆变器，但这两种设计方法会使系统造价过高，体积重量增加，在追求低成本和安装 空间受限的应用场合，逆变器的可靠性问题仍很突出。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有 容错功能的逆变器，其结构简单，实现方便，能够将短路故障转换为开路故障，实现了短路 故障或开路故障所在桥臂的故障隔离，避免了二次故障的发生，具有很好的容错运行功能， 能够保证系统的可靠性，实用性强，便于推广使用。 为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种具有容错功能的逆变 器，包括直流电源和用于在外部控制电路的控制下将直流电转换成交流电的逆变桥，所述 逆变桥由第一逆变桥臂、第二逆变桥臂和第三逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂 上连接有第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥 臂绝缘栅双极晶体管Q 4，所述第一逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第一输 出端，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 3，所述第二逆 变桥臂的下桥臂上连接有第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q6，所述第二逆变桥臂的上桥臂与 下桥臂的连接端为逆变桥的第二输出端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂 绝缘栅双极晶体管Q 5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q2，所述第三逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第三输出端；其特征在于：所 述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管(?串联且用于将第一 上桥臂绝缘栅双极晶体管％的短路故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔 断器匕，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管〇 4串联且用 于将第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q4的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障 的快速熔断器F 4，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3 串联且用于将第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂 开路故障的快速熔断器F 3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极 晶体管Q6串联有用于将第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 6的短路故障转换为第二逆变桥臂 的下桥臂开路故障的快速熔断器F6，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝 缘栅双极晶体管Q5串联且用于将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5的短路故障转换为第三 逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三 下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2串联且用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的短路故障转 换为第三逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F 2;所述直流电源与逆变桥之间连接有 用于在外部控制电路的控制下使逆变桥容错运行的逆变辅助电路，所述逆变辅助电路由上 桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管Si、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s 2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管S3，以及单相整流桥Zi、单相整流桥z2和单相整流桥z 3组成；所述上桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管Q7的集电极与直流电源的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7的 发射极与下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8的集电极相接，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体 管Q 8的发射极与直流电源的负极相接，所述单相整流桥Zi的一个交流输入端、单相整流桥 z2的一个交流输入端和单相整流桥z 3的一个交流输入端均与上桥臂辅助绝缘栅双极晶体 管Q7的发射极和下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8的集电极的连接端相接，所述单相整流桥 Zi的另一个交流输入端与逆变桥的第一输出端相接，所述单相整流桥z 2的另一个交流输入 端与逆变桥的第二输出端相接，所述单相整流桥z3的另一个交流输入端与逆变桥的第三输 出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的集电极与单相整流桥Zi的正极输 出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的发射极与单相整流桥Zi的负极输 出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的集电极与单相整流桥z2的正极输 出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的发射极与单相整流桥z2的负极输 出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的集电极与单相整流桥z3的正极输 出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的发射极与单相整流桥z3的负极输 出端相接。 上述的具有容错功能的逆变器，其特征在于：所述第一上桥臂绝缘栅双极晶体管 Qi由反并联的绝缘栅双极晶体管 Te,和二极管De,组成，所述第一下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q4由反并联的绝缘栅双极晶体管 Ta和二极管1^,组成，所述第二上桥臂绝缘栅双极晶体管 q3由反并联的绝缘栅双极晶体管13和二极管DQ3组成，所述第二下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 6由反并联的绝缘栅双极晶体管TQ6和二极管Dy,组成，所述第三上桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 5由反并联的绝缘栅双极晶体管1^和二极管组成，所述第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q2由反并联的绝缘栅双极晶体管 TQdP二极管D(.K组成，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管 Q7由反并联的绝缘栅双极晶体管T Q7和二极管d〇7组成，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管 q8由反并联的绝缘栅双极晶体管Up二极管D(.>,组成，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管Si由反并联的绝缘栅双极晶体管T SJP二极管DSi组成，所述第二逆变桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管s2由反并联的绝缘栅双极晶体管1^和二极管D s:组成，所述第三逆变桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管s3由反并联的绝缘栅双极晶体管和二极管1\组成。 上述的具有容错功能的逆变器，其特征在于：所述二极管Da、二极管D(>:、二极管 D%、二极管 13%、二极管D<35、二极管Dq6、二极管 Dq7、二极管13%、二极管DSl、二极管1^和 二极管Ds3均为快恢复二极管或高频二极管。 本技术与现有技术相比具有以下优点： 1、本技术的电路结构简单，实现方便。 2、本技术通过在传统逆变桥每个桥臂上串联快速熔断器，当发生绝缘栅双极 晶体管短路故障时，将会烧毁该绝缘栅双极晶体管所在桥臂上的快速熔断器，实现了短路 故障到开路故障的转换，同时，在单桥臂开路故障时外部控制电路停止给故障单桥臂输出 控制信号，单桥臂开路故障便不会对重构逆变器产生影响，实现了开路或短路故障所在桥 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有容错功能的逆变器，包括直流电源(1)和用于在外部控制电路的控制下将直流电转换成交流电的逆变桥(3)，所述逆变桥(3)由第一逆变桥臂、第二逆变桥臂和第三逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Q1，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q4，所述第一逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥(3)的第一输出端，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q6，所述第二逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥(3)的第二输出端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2，所述第三逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥(3)的第三输出端；其特征在于：所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Q1串联且用于将第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Q1的短路故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F1，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q4串联且用于将第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q4的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F4，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3串联且用于将第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q6串联有用于将第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q6的短路故障转换为第二逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F6，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5串联且用于将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5的短路故障转换为第三逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2串联且用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的短路故障转换为第三逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F2；所述直流电源(1)与逆变桥(3)之间连接有用于在外部控制电路的控制下使逆变桥(3)容错运行的逆变辅助电路(2)，所述逆变辅助电路(2)由上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S1、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3，以及单相整流桥Z1、单相整流桥Z2和单相整流桥Z3组成；所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7的集电极与直流电源(1)的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7的发射极与下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8的集电极相接，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8的发射极与直流电源(1)的负极相接，所述单相整流桥Z1的一个交流输入端、单相整流桥Z2的一个交流输入端和单相整流桥Z3的一个交流输入端均与上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7的发射极和下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8的集电极的连接端相接，所述单相整流桥Z1的另一个交流输入端与逆变桥(3)的第一输出端相接，所述单相整流桥Z2的另一个交流输入端与逆变桥(3)的第二输出端相接，所述单相整流桥Z3的另一个交流输入端与逆变桥(3)的第三输出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S1的集电极与单相整流桥Z1的正极输出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S1的发射极与单相整流桥Z1的负极输出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S2的集电极与单相整流桥Z2的正极输出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S2的发射极与单相整流桥Z2的负极输出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3的集电极与单相整流桥Z3的正极输出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3的发射极与单相整流桥Z3的负极输出端相接。...

【技术特征摘要】
1. 一种具有容错功能的逆变器，包括直流电源⑴和用于在外部控制电路的控制下将 直流电转换成交流电的逆变桥（3)，所述逆变桥（3)由第一逆变桥臂、第二逆变桥臂和第三 逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％，所 述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥臂绝缘栅双极晶体管9 4，所述第一逆变桥臂的 上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥（3)的第一输出端，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接 有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有第二下桥臂绝缘 栅双极晶体管Q6，所述第二逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥（3)的第二输出 端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5，所述第三逆变 桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2，所述第三逆变桥臂的上桥臂与下 桥臂的连接端为逆变桥（3)的第三输出端；其特征在于：所述第一逆变桥臂的上桥臂上连 接有与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％串联且用于将第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的 短路故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器Fi，所述第一逆变桥臂的下 桥臂上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 4串联且用于将第一下桥臂绝缘栅双极晶 体管Q4的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F 4，所述第二逆变 桥臂的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3串联且用于将第二上桥臂绝缘 栅双极晶体管Q 3的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器匕，所述 第二逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 6串联有用于将第二下 桥臂绝缘栅双极晶体管Q6的短路故障转换为第二逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断 器^，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝缘栅双极晶体管〇 5串联且用于 将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5的短路故障转换为第三逆变桥臂的上桥臂开路故障的 快速熔断器F 5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三下桥臂绝缘栅双极晶体管％串 联且用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2的短路故障转换为第三逆变桥臂的下桥臂开 路故障的快速熔断器F2 ;所述直流电源（1)与逆变桥（3)之间连接有用于在外部控制电路 的控制下使逆变桥（3)容错运行的逆变辅助电路（2)，所述逆变辅助电路（2)由上桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管Q 7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管Si、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管 S3，以及单相整流桥Zi、单相整流桥Z2和单相整流桥Z 3组成；所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶 体管Q7的集电极与直流电源（1)的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管9 7的发射 极与下桥臂辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺虎成，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61