一种新型五电平逆变装置制造方法及图纸

一种新型五电平逆变装置，属于电力电子逆变器的技术领域，包括直流电源、第一至第三电解电容、第一至第四电容、第一至第八绝缘栅双极晶体管和电感。本实用新型专利技术的一种新型五电平逆变装置，其拓扑结构所用电解电容数量少，没有钳位二极管，有中点续流模块，通过开关管两端并联电容，输出端连接电感，使得部分开关管及其反向并联的二极管在部分工作状态中实现了零电压或零电流导通和截至。本实用新型专利技术的优点在于结构简单新颖，控制高效方便，部分开关管实现了“软开关”的效果，从而在一定程度上消除或减少了开关损耗和电磁干扰，与公知的五电平拓扑结构相比，本实用新型专利技术更具实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种新型五电平逆变装置
本技术属于电力电子逆变器的
，具体涉及一种新型五电平逆变装置。
技术介绍
随着科技的全面进步，电力电子技术和控制技术的日益提高，由电力电子器件为基础的各种装置被广泛应用于各个领域，人们对电力电子装置性能的要求也越来越高，其中包括大功率、耐高压、低谐波扰动的等一系列要求。多电平逆变装置的特点有功率大、开关频率低、输出谐波小、动态响应速度快、电磁兼容性好等，并且可以把由脉宽调制(简称PWM)控制产生的高次谐波控制在可接受的范围内，被广泛应用于高压大容量电能变换中。对于如今较常见的多电平逆变结构来说其缺点也都显而易见，如二极管钳位型五电平逆变装置的二极管数目多、电容飞跨型五电平逆变装置控制复杂、H桥级联型五电平逆变装置需要独立的直流源，这些不便限制了五电平逆变装置在市场的投入与使用。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种结构简单新颖、控制高效方便、开关损耗较低的新型五电平逆变装置以克服现有的五电平逆变装置在拓扑结构上的不足。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种新型五电平逆变装置，包括：直流电源E；第一至第三电解电容C1、C2、Cph；用于并联的第一至第四电容C3、C4、C7、C8；第一至第八绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8；电感L1。直流电源E的正极端、第一电解电容C1的正极端连接第三绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极，第三绝缘栅双极晶体管IGBT3的两端并联第三电容C3，直流电源E的负极端、第二电解电容C2的负极端连接第四绝缘栅双极晶体管IGBT4的发射极，第四绝缘栅双极晶体管IGBT4的两端并联第四电容C4，第一电解电容C1的负极端、第二电解电容C2的正极端与第一绝缘栅双极晶体管IGBT1的集电极相连，第一绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极与第二绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极相连，第二绝缘栅双极晶体管IGBT2的集电极、第三绝缘栅双极晶体管IGBT3的发射极、第四绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极、第五绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极与第六绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极相连，第五绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极、第七绝缘栅双极晶体管IGBT7的集电极连接第三电解电容Cph的正极端，第七绝缘栅双极晶体管IGBT7的两端并联第七电容C7，第六绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极、第八绝缘栅双极晶体管IGBT8的发射极连接第三电解电容Cph的负极端，第八绝缘栅双极晶体管IGBT8的两端并联第八电容C8，第七绝缘栅双极晶体管IGBT7的发射极、第八绝缘栅双极晶体管IGBT8的集电极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接A相的输出端。作为优选的技术方案，所述绝缘栅双极晶体管是由两个以上绝缘栅双极晶体管串联而成。作为优选的技术方案，所述电解电容由多个电解电容串联和/或并联而成。作为优选的技术方案，所述电容由多个电解电容串联和/或并联而成。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术的一种新型五电平逆变装置，容易实现五个电平电压的输出，拓扑结构简单、控制灵活，通过在输出端加入电感以及在开关管上并联电容使得部分开关管及其反向并联的二极管实现了在部分工作过程中的零电压或零电流导通和截至，也即“软开关”，从而一定程度上消除或减少了开关损耗和电磁干扰，在实际应用中存在很大价值。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。图1是本技术的A相拓扑结构图。图2是本技术的三相拓扑结构图。图中：E为直流电源，C1、C2、Cph为电解电容，C3、C4、C7、C8为并联电容，IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8为绝缘栅双极晶体管，L1为第一电感，A为电压输出端，B、C为电容Cph的正负端，D为第二、第三、第四、第五、第六开关管的公共端，F为零点。具体实施方式：下面参照附图对本技术做进一步描述。实施例如图1所示，一种五电平逆变装置，包括：直流电源E，三个电解电容C1、C2、Cph，四个并联电容C3、C4C7、C8，八个绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8，电感L1。直流电源E的正极端、电解电容C1的正极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT3的集电极，绝缘栅双极晶体管IGBT3的两端并联电容C3，直流电源E的负极端、电解电容C2的负极端连接绝缘栅双极晶体管IGBT4的发射极，绝缘栅双极晶体管IGBT4的两端并联电容C4，电解电容C1的负极端、电解电容C2的正极端与绝缘栅双极晶体管IGBT1的集电极相连，绝缘栅双极晶体管IGBT1的发射极与绝缘栅双极晶体管IGBT2的发射极相连，绝缘栅双极晶体管IGBT2的集电极、绝缘栅双极晶体管IGBT3的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT4的集电极、绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极与绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极相连，绝缘栅双极晶体管IGBT5的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT7的集电极连接电解电容Cph的正极端，绝缘栅双极晶体管IGBT7的两端并联电容C7，绝缘栅双极晶体管IGBT6的集电极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的发射极连接电解电容Cph的负极端，绝缘栅双极晶体管IGBT8的两端并联电容C8，绝缘栅双极晶体管IGBT7的发射极、绝缘栅双极晶体管IGBT8的集电极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接A相的输出端。通过控制不同绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、IGBT7、IGBT8的导通与关断可以很容易实现五个电平电压的输出。具体实施时，图1中每个绝缘栅双极晶体管也可以由两个或多个绝缘栅双极晶体管串联实现。每个电解电容也可以由多个电解电容串联实现或并联实现，再或者串联并联混合实现。每个绝缘栅双极晶体管也可由其他全控型器件替换使用，其他全控型器件包括集成门极换流晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管。以输出交流电的正半周的部分为例：逆变器输出电平在2E与E之间切换，当输出为2E时电流从正电压端流经第三开关管、第五开关管、第七开关管、电感L1和负载后流回中间电压端。由2E电平向E电平切换时，第七开关管需要关断，第八开关管在第七开关管关断后开始导通，由于此时第七开关管与电容C7并联，第七开关管的电压无法突变，第七开关管此时可以实现零电压关闭。当第七开关管关闭后，打开第八开关管，完成从2E电平到E电平的切换；当输出为E时流从正电压端流经第三开关管、第五开关管、电解电容Cph、第八开关管、电感L1和负载后流回中间电压端。由E电平向2E电平切换时，第八开关管需要关断，第七开关管在第八开关管关断后开始导通，由于此时第八开关管与电容C8并联，第八开关管的电压无法突变，第八开关管此时可以实现零电压关闭。当第八开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型五电平逆变装置，其特征在于，包括：/n直流电源(E)的正极端、第一电解电容(C1)的正极端连接第三绝缘栅双极晶体管(IGBT3)的集电极，第三绝缘栅双极晶体管(IGBT3)的两端并联第三电容(C3)，直流电源(E)的负极端、第二电解电容(C2)的负极端连接第四绝缘栅双极晶体管(IGBT4)的发射极，第四绝缘栅双极晶体管(IGBT4)的两端并联第四电容(C4)，第一电解电容(C1)的负极端、第二电解电容(C2)的正极端与第一绝缘栅双极晶体管(IGBT1)的集电极相连，第一绝缘栅双极晶体管(IGBT1)的发射极与第二绝缘栅双极晶体管(IGBT2)的发射极相连，第二绝缘栅双极晶体管(IGBT2)的集电极、第三绝缘栅双极晶体管(IGBT3)的发射极、第四绝缘栅双极晶体管(IGBT4)的集电极、第五绝缘栅双极晶体管(IGBT5)的发射极与第六绝缘栅双极晶体管(IGBT6)的集电极相连，第五绝缘栅双极晶体管(IGBT5)的发射极、第七绝缘栅双极晶体管(IGBT7)的集电极连接第三电解电容(Cph)的正极端，第七绝缘栅双极晶体管(IGBT7)的两端并联第七电容(C7)，第六绝缘栅双极晶体管(IGBT6)的集电极、第八绝缘栅双极晶体管(IGBT8)的发射极连接第三电解电容(Cph)的负极端，第八绝缘栅双极晶体管(IGBT8)的两端并联第八电容(C8)，第七绝缘栅双极晶体管(IGBT7)的发射极、第八绝缘栅双极晶体管(IGBT8)的集电极连接电感(L1)的一端，电感(L1)的另一端连接A相的输出端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型五电平逆变装置，其特征在于，包括：
直流电源(E)的正极端、第一电解电容(C1)的正极端连接第三绝缘栅双极晶体管(IGBT3)的集电极，第三绝缘栅双极晶体管(IGBT3)的两端并联第三电容(C3)，直流电源(E)的负极端、第二电解电容(C2)的负极端连接第四绝缘栅双极晶体管(IGBT4)的发射极，第四绝缘栅双极晶体管(IGBT4)的两端并联第四电容(C4)，第一电解电容(C1)的负极端、第二电解电容(C2)的正极端与第一绝缘栅双极晶体管(IGBT1)的集电极相连，第一绝缘栅双极晶体管(IGBT1)的发射极与第二绝缘栅双极晶体管(IGBT2)的发射极相连，第二绝缘栅双极晶体管(IGBT2)的集电极、第三绝缘栅双极晶体管(IGBT3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢凯儿，刘战，吕浩然，万昌辉，范益瀚，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32