一种三相电流源逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种三相电流源逆变器，包括：直流电流源，用于产生恒定的直流电流；直流电流分配模块，用于将所述恒定的直流电流变换为周期性变化的方波电流；逆变模块，用于将所述周期性变化的方波电流转换为多电平阶梯波电流；移相变压器模块，用于将所述逆变模块输出的多电平阶梯波电流进行多重化叠加后实现正弦波输出。通过将移相变压器使用于多重化电流源逆变器中，并结合直流电流分配电路，同时采用多重化和移相控制技术，使逆变器正弦波输出电流易于调节，并实现无功补偿和谐波抑制功能，从而更加适应负载端或电网调度所要求的四象限运行。

【技术实现步骤摘要】
一种三相电流源逆变器
本专利技术涉及电子电路领域，尤其涉及一种三相电流源逆变器。
技术介绍
逆变器是将直流电转换为交流电的电力电子装置，是电机驱动、变频器、感应加热装置、不间断电源以及风能、太阳能光伏、燃料电池等新能源发电系统中的重要组成部分。逆变器根据直流侧储能元件的不同，可将逆变器分为电压源逆变器(储能元件为电容)和电流源逆变器(储能元件为电感)。目前工业应用中普遍使用电压源逆变器，电压源逆变器直流侧工作电压必须高于交流输出电压或电网电压峰值且保持恒定不变，但是在新能源发电、储能等应用中，光伏组件、蓄电池储能系统的直流电压比较低，电压波动幅度较大，系统勉强工作则必然会使输出电流或电网并网电流含有大量的谐波，往往需要经过直流-直流变换器(DirectCurrenttodirectcurrent，DC/DC)升压变换后才能实现电压型并网发电，但是电压源逆变器增加DC/DC变换器会提高系统成本，同时母线电压控制方式容易引起直流母线崩溃、从而降低系统可靠性。因此，研制高性能、低成本的逆变器成为电力电子行业发展的关键目标之一。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种集成移相变压器的多重化电流源逆变器，将传统多脉波整流电路中的移相变压器使用于多重化电流源逆变器中，同时结合直流电流分配电路或前级开关电流源，通过控制直流电流分配电路中开关的周期性导通，将电流源输出的恒定直流电流转换为具有零值区间、周期性阶梯变化的方波电流分配到三相电流源逆变桥臂中，使直流输入转换为多电平阶梯波电流，再经过移相变压器将多电平阶梯波进行多重化叠加后，在移相变压器原边得到正弦波输出，并实现无功补偿和谐波抑制功能。第一方面，本专利技术提供了一种三相电流源逆变器，包括：直流电流源，用于产生恒定的直流电流；直流电流分配模块，用于将所述恒定的直流电流变换为周期性变化的方波电流；逆变模块，用于将所述周期性变化的方波电流转换为多电平阶梯波电流；移相变压器模块，用于将所述逆变模块输出的多电平阶梯波电流进行叠加后实现正弦波输出。可选地，所述逆变模块包括一套或多套串联的三相逆变器，其中，所述一套或多套串联的三相逆变器中的每套三相逆变器包括一组或多组并联的三相逆变桥臂。可选地，所述三相逆变桥臂采用120度导通模式。可选地，所述直流电流分配模块包括一套或多套直流电流分配电路，其中，所述一套或多套直流电流分配电路中的每套直流电流分配电路的输出端分别与所述一套或多套串联的三相逆变器中的每套三相逆变器电连接。可选地，所述移相变压器模块包括一套或多套移相变压器，其中，所述移相变压器模块包括多套移相变压器时，所述多套移相变压器的原边同相位并联。可选地，所述移相变压器包括一个原边和多个副边，其中，所述原边与所述移相变压器的输出端电连接，所述移相变压器的多个副边分别与所述逆变模块的多套逆变器的输出端电连接。可选地，所述移相变压器的原边和副边连接方式为Y型连接、Δ连接、曲折形连接、六边形连接或延边三角形连接中的任意一种或多种。可选地，所述电流源逆变器还包括第一控制模块和第二控制模块；所述第一控制模块和所述第二控制模块还可以为同一个控制模块；其中，若所述直流电流分配电路和所述三相逆变器使用的为全控型器件，则所述第一控制模块用于控制所述直流电流分配电路的导通和关闭，所述第二控制模块用于控制所述三相逆变器的导通和关闭；若所述直流电流分配电路和所述三相逆变器使用的为半控型器件，则所述第一控制模块用于控制所述直流电流分配电路的导通，所述第二控制模块用于控制所述三相逆变器的导通。可选地，所述第一控制模块和所述第二控制模块可以为同一个控制模块，也可以为两个不同的控制模块。通过实施本专利技术实施例，将传统多脉波整流电路中的移相变压器使用于多重化电流源逆变器中，同时结合直流电流分配电路，通过控制直流电流分配电路中开关的周期性导通，将电流源输出的恒定直流电流转换为具有零值区间、周期性变化的方波电流分配到三相电流源逆变桥臂中，使直流输入转换为多电平阶梯波电流，再经过移相变压器将多电平阶梯波进行多重化叠加后，在移相变压器原边得到正弦波输出，并实现无功补偿和谐波抑制功能，使交流输出电流谐波更低，能够稳定地实现有功降额、无功调节，并且更加适应负载端或电网调度所要求的四象限运行。同时，无需专用并机通讯信号与通讯线缆，也无需使用直流母线电容器，从而降低了系统成本，提高了系统稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的一种三相电流源逆变器的结构示意图；图2是本专利技术第一实施例提供的一种三相电流源逆变器的接线示意图；图3是本专利技术第一实施例提供的另一种三相电流源逆变器的接线示意图；图4是本专利技术第二实施例提供的一种三相电流源逆变器的结构示意图；图5是本专利技术第二实施例提供的一种三相电流源逆变器的接线示意图；图6是本专利技术第二实施例提供的另一种三相电流源逆变器的接线示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。需要说明的是，下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。可以理解的是，本专利技术实施例中的半控型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相电流源逆变器，其特征在于，包括：直流电流源，用于产生恒定的直流电流；直流电流分配模块，用于将所述恒定的直流电流变换为周期性变化的方波电流；逆变模块，用于将所述周期性变化的方波电流转换为多电平阶梯波电流；移相变压器模块，用于将所述逆变模块输出的多电平阶梯波电流进行叠加后实现正弦波输出。

【技术特征摘要】
1.一种三相电流源逆变器，其特征在于，包括：直流电流源，用于产生恒定的直流电流；直流电流分配模块，用于将所述恒定的直流电流变换为周期性变化的方波电流；逆变模块，用于将所述周期性变化的方波电流转换为多电平阶梯波电流；移相变压器模块，用于将所述逆变模块输出的多电平阶梯波电流进行叠加后实现正弦波输出。2.根据权利要求1所述的三相电流源逆变器，其特征在于，所述逆变模块包括一套或多套串联的三相逆变器，其中，所述一套或多套串联的三相逆变器中的每套三相逆变器包括一组或多组并联的三相逆变桥臂。3.根据权利要求2所述的电流源逆变器，其特征在于，所述三相逆变桥臂采用120度导通模式。4.根据权利要求2所述的三相电流源逆变器，其特征在于，所述直流电流分配模块包括一套或多套直流电流分配电路，其中，所述一套或多套直流电流分配电路中的每套直流电流分配电路的输出端分别与所述一套或多套串联的三相逆变器中的每套三相逆变器电连接。5.根据权利要求2所述的三相电流源逆变器，其特征在于，所述移相变压器模块包括一套或多套移相变压器，其中，所述移相变压器模块包括多套移相变...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡炎申，
申请(专利权)人：胡炎申，
类型：发明
国别省市：广东,44