一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路的工作方法技术

一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路及其工作方法，涉及一种滤波器电路，尤其涉及一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路。提供了一种开关损耗小、输出电平数目多、输出电压等级高、输出波形波动小，对电能质量损害小、直流侧电容器件少、控制算法简单、装置体积小、成本低的基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路及其工作方法。所述带反并联二极管的功率开关管一的集电极、带反并联二极管的功率开关管三的集电极和带反并联二极管的功率开关管五的集电极依次相连；本发明专利技术结构简单，实现高电平输出，滤波效果好，输出波形稳定，且所需器件少，降低了损耗且减小了封装体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种滤波器电路，尤其涉及一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路。
技术介绍
有源电力滤波器作为一种新型的谐波和无功补偿装置，可以实现动态补偿。目前，多电平有源电力滤波器的主电路应用最为广泛的主要有二极管钳位式和飞跨电容钳位式。可这些主电路拓扑结构需要功率开关管的数量较多，这就增大了多电平有源电力滤波器的开关损耗和装置体积，也大大提高了装置的成本。国家知识产权局2015-3-11公开了一项专利技术专利申请（申请号：2014107564236，名称：一种含模块化多电平变流器的有源滤波系统及其控制方法）采用了级联式，使用的开关管器件少，功耗小，但是，只能实现双电平有源滤波，随着用电环境的变化，已经不能满足高压、大功率、特别是高频化的工作要求。国家知识产权局2015-5-20公开的一项专利技术专利申请（申请号：2015100691644，名称：一种多电平大容量基波磁通补偿滤波系统）公开了一种多电平大容量基波磁通补偿滤波系统，该系统只能实现三电平滤波，输出电压等级低，且输出波形波动大，对电能质量损害大。采用级联，直流侧电容器件多，控制算法复杂。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提供了一种开关损耗小、输出电平数目多、输出电压等级高、输出波形波动小，对电能质量损害小、直流侧电容器件少、控制算法简单、装置体积小、成本低的基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路及其工作方法。本专利技术的技术方案是：包括一个三相桥式逆变单元、电容单元和六个功率开关管与二极管集成单元；六个所述功率开关管与二极管集成单元包括功率开关管与二极管集成单元一～功率开关管与二极管集成单元六；所述功率开关管与二极管集成单元一和功率开关管与二极管集成单元二的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的A相输出端相连，功率开关管与二极管集成单元三和功率开关管与二极管集成单元四的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的B相输出端相连，功率开关管与二极管集成单元五和功率开关管与二极管集成单元六的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的C相输出端相连；所述功率开关管与二极管集成单元一的输出端、功率开关管与二极管集成单元三的输出端相连和功率开关管与二极管集成单元五的输出端依次相连，所述功率开关管与二极管集成单元二的输出端、功率开关管与二极管集成单元四的输出端和功率开关管与二极管集成单元六的输出端依次相连；所述电容单元并联所述三相桥式逆变单元，六个所述功率开关管与二极管集成单元的输出端与所述电容单元连接。所述电容单元包括电容一、电容二和电容三，所述电容一、电容二和电容三正向串联；所述功率开关管与二极管集成单元一的输出端连接于所述电容一和电容二之间，所述功率开关管与二极管集成单元二的输出端连接于所述电容二和电容三之间。所述三相桥式逆变单元包括六个带反并联二极管的功率开关管，六个所述带反并联二极管的功率开关管为带反并联二极管的功率开关管一～带反并联二极管的功率开关管六；所述带反并联二极管的功率开关管一的发射极与述带反并联二极管的功率开关管二的集电极相连，所述带反并联二极管的功率开关管三的发射极与述带反并联二极管的功率开关管四的集电极相连，所述带反并联二极管的功率开关管五的发射极与述带反并联二极管的功率开关管六的集电极相连；所述带反并联二极管的功率开关管一的集电极、带反并联二极管的功率开关管三的集电极和带反并联二极管的功率开关管五的集电极依次相连；所述带反并联二极管的功率开关管二的发射极、带反并联二极管的功率开关管四的发射极和带反并联二极管的功率开关管六的发射极依次相连；所述带反并联二极管的功率开关管一的发射极与述带反并联二极管的功率开关管二的集电极之间设有A相输出端，所述带反并联二极管的功率开关管三的发射极与述带反并联二极管的功率开关管四的集电极之间设有B相输出端，所述带反并联二极管的功率开关管五的发射极与述带反并联二极管的功率开关管六的集电极之间设有C相输出端；所述带反并联二极管的功率开关管五的集电极与述带反并联二极管的功率开关管六的发射极之间连接有直流侧电源。所述功率开关管与二极管集成单元包括二极管一、二极管二、二极管三、二极管四和功率开关管，所述二极管一的正极端与二极管二的负极端相连，所述二极管三的正极端与二极管四的负极端相连；所述二极管一的负极端与所述功率开关管的集电极连接，所述二极管二的正极端与所述功率开关管的发射极连接；所述二极管三的负极端与所述功率开关管的集电极连接，所述二极管四的正极端与所述功率开关管的发射极连接；所述二极管一的正极端与二极管二的负极端之间设有所述输入端，所述二极管三的正极端与二极管四的负极端之间设有所述输出端。所述功率开关管为绝缘栅双极型晶体管。所述电容一、电容二和电容三均为电解电容，所述电容一的电容值、电容二的电容值和电容三的电容值相等。按如下步骤工作：1）带反并联二极管的功率开关管一、带反并联二极管的功率开关管三和带反并联二极管的功率开关管五均导通，A相电流经过带反并联二极管的功率开关管一的二极管和电容模块输出；B相电流经过带反并联二极管的功率开关管三的二极管和电容模块和电容模块输出；C相电流经过带反并联二极管的功率开关管五的二极管和电容模块输出；2）带反并联二极管的功率开关管二、带反并联二极管的功率开关管四、带反并联二极管的功率开关管六导通，A相电流经过带反并联二极管的功率开关管二的功率开关管输出；B相电流经过带反并联二极管的功率开关管四的功率开关管输出；C相电流经过带反并联二极管的功率开关管六的功率开关管输出；3）功率开关管与二极管集成单元一、功率开关管与二极管集成单元三、功率开关管与二极管集成单元五导通，A相电流经过功率开关管与二极管集成单元一的二极管一、功率开关管与二极管集成单元一的功率开关管、功率开关管与二极管集成单元一的二极管四、电容二和电容三输出；B相电流经过功率开关管与二极管集成单元三的二极管一、功率开关管与二极管集成单元三的功率开关管、功率开关管与二极管集成单元三的二极管四、电容二和电容三输出；C相电流经过功率开关管与二极管集成单元五的二极管一、功率开关管与二极管集成单元一的功率开关管、功率开关管与二极管集成单元一的二极管四、电容二和电容三输出；4）功率开关管与二极管集成单元二、功率开关管与二极管集成单元四、功率开关管与二极管集成单元六导通，A相电流经过功率开关管与二极管集成单元二的二极管一、功率开关管与二极管集成单元二的功率开关管、功率开关管与二极管集成单元二的二极管四、电容二和电容三输出；B相电流经过功率开关管与二极管集成单元四的二极管一、功率开关管与二极管集成单元四的功率开关管、功率开关管与二极管集成单元四的二极管四、电容二和电容三输出；C相电流经过功率开关管与二极管集成单元六的二极管一、功率开关管与二极管集成单元六的功率开关管、功率开关管与二极管集成单元六的二极管四、电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路，其特征在于，包括一个三相桥式逆变单元、电容单元和六个功率开关管与二极管集成单元；六个所述功率开关管与二极管集成单元为功率开关管与二极管集成单元一～功率开关管与二极管集成单元六；所述功率开关管与二极管集成单元一和功率开关管与二极管集成单元二的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的A相输出端相连，功率开关管与二极管集成单元三和功率开关管与二极管集成单元四的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的B相输出端相连，功率开关管与二极管集成单元五和功率开关管与二极管集成单元六的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的C相输出端相连；所述功率开关管与二极管集成单元一的输出端、功率开关管与二极管集成单元三的输出端和功率开关管与二极管集成单元五的输出端依次相连，所述功率开关管与二极管集成单元二的输出端、功率开关管与二极管集成单元四的输出端和功率开关管与二极管集成单元六的输出端依次相连；所述电容单元并联所述三相桥式逆变单元，六个所述功率开关管与二极管集成单元的输出端与所述电容单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路，其特征在于，包括一个三相桥式逆变单元、电容单元和六个功率开关管与二极管集成单元；
六个所述功率开关管与二极管集成单元为功率开关管与二极管集成单元一～功率开关管与二极管集成单元六；
所述功率开关管与二极管集成单元一和功率开关管与二极管集成单元二的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的A相输出端相连，功率开关管与二极管集成单元三和功率开关管与二极管集成单元四的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的B相输出端相连，功率开关管与二极管集成单元五和功率开关管与二极管集成单元六的输入端分别与所述三相桥式逆变单元的C相输出端相连；
所述功率开关管与二极管集成单元一的输出端、功率开关管与二极管集成单元三的输出端和功率开关管与二极管集成单元五的输出端依次相连，所述功率开关管与二极管集成单元二的输出端、功率开关管与二极管集成单元四的输出端和功率开关管与二极管集成单元六的输出端依次相连；
所述电容单元并联所述三相桥式逆变单元，六个所述功率开关管与二极管集成单元的输出端与所述电容单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路，其特征在于，所述电容单元包括电容一、电容二和电容三，所述电容一、电容二和电容三正向串联；
所述功率开关管与二极管集成单元一的输出端连接于所述电容一和电容二之间，所述功率开关管与二极管集成单元二的输出端连接于所述电容二和电容三之间。
3.根据权利要求1-2所述的一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路，其特征在于，所述三相桥式逆变单元包括六个带反并联二极管的功率开关管，六个所述带反并联二极管的功率开关管为带反并联二极管的功率开关管一～带反并联二极管的功率开关管六；
所述带反并联二极管的功率开关管一的发射极与述带反并联二极管的功率开关管二的集电极相连，所述带反并联二极管的功率开关管三的发射极与述带反并联二极管的功率开关管四的集电极相连，所述带反并联二极管的功率开关管五的发射极与述带反并联二极管的功率开关管六的集电极相连；
所述带反并联二极管的功率开关管一的集电极、带反并联二极管的功率开关管三的集电极和带反并联二极管的功率开关管五的集电极依次相连；
所述带反并联二极管的功率开关管二的发射极、带反并联二极管的功率开关管四的发射极和带反并联二极管的功率开关管六的发射极依次相连；
所述带反并联二极管的功率开关管一的发射极与述带反并联二极管的功率开关管二的集电极之间设有A相输出端，所述带反并联二极管的功率开关管三的发射极与述带反并联二极管的功率开关管四的集电极之间设有B相输出端，所述带反并联二极管的功率开关管五的发射极与述带反并联二极管的功率开关管六的集电极之间设有C相输出端；
所述带反并联二极管的功率开关管五的集电极与述带反并联二极管的功率开关管六的发射极之间连接有直流侧电源。
4.根据权利要求3所述的一种基于三相桥式逆变电路的有源电力滤波器电路，其特征在于，所述功率开关管与二极管集成单元包括二极管一、二极管二、二极管三、二极管四和功率开关管，所述二极管一的正极端与二极管二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李培培，吴志坚，王靓，陈国宇，缪凯，汤永进，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司扬州供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32