CN105024571B - 一种三相逆变电路 - Google Patents

Abstract

一种三相逆变电路，能够实现自动均流。该电路包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；每个子电路包括四个开关管、两个双向开关管单元、具有第一绕组和第二绕组的变压器，其中两绕组线圈匝数相同；每两个开关管串联构成一个支路，构成的两个支路并联后的两端连接直流输入电源；该直流输入电源包括两个子电源；一个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、第一绕组的同名端相连，另一个支路中两个开关管的接线端和另一个双向开关管单元的一端、第二绕组的异名端相连；两个双向开关管单元的另一端连接两个子电源间的接线端；第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连后的接线端作为交流输出接线端，连接三相输出滤波电容单元。

Description

一种三相逆变电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相逆变电路。

背景技术

目前，交错并联式三相逆变电路因具有在一定程度上能够提高系统功率密度的优点而得到广泛应用。现有技术中的一种交错并联式三相逆变电路如图1所示，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；每个逆变子电路具体包括两个四个开关管、两个双向开关管单元和两个电感，其中：

四个开关管中两个开关管串联构成一个支路，另两个开关管串联构成一个支路，该两个支路并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；其中，该三相逆变电路的直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

四个开关管构成的两个支路中，一个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、一个电感的一端相连，另一个支路中两个开关管的接线端和另一个双向开关管单元的一端、另一个电感的一端相连；两个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

两个电感的另一端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

其中，双向开关管单元能够实现双向开关，其具体实现结构有很多种。例如，双向开关管单元可以由两个带反并联二极管的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)构成；该两个IGBT发射极相连，两个IGBT的集电极分别作为双向开关管单元的两端。

图1所示的交错并联式三相逆变电路，由于每个逆变子电路中，两个电感很难做到参数完全相同，并且，两个支路的开关管的驱动信号要交错一定的角度，因此在实际应用中，如果不进行均流控制，在动态情况下两个电感上的电流很难保证均衡，电路中会出现较大的环流，影响电路效率。

然而，现有技术中的均流控制方案，针对每个逆变子电路中需要分别采样两个电感的电流进行控制，控制方案的复杂度较高。

发明内容

本发明实施例提供一种三相逆变电路，能够实现自动均流，控制方案较为简单。

本发明实施例提供了一种三相逆变电路，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括四个开关管、两个双向开关管单元、具有第一绕组和第二绕组两个绕组的变压器，其中：

变压器的第一绕组和第二绕组的线圈匝数相同；

四个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，四个开关管构成的两个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；所述直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

四个开关管构成的两个支路中，一个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的第一绕组的同名端相连，另一个支路中两个开关管的接线端和另一个双向开关管单元的一端、变压器的第二绕组的异名端相连；两个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

本发明实施例还提供了一种三相逆变电路，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括2N个开关管、N个双向开关管单元、具有N个原边绕组和N个副边绕组的变压器，N为大于等于3的正整数，其中：

变压器的N个原边绕组和N个副边绕组的线圈匝数相同，且N个副边绕组首尾相连构成回路；

2N个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，2N个开关管构成的N个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；所述直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

2N个开关管构成的N个支路中，每个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的一个原边绕组的同名端相连；N个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的N个原边绕组的异名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

本发明实施例还提供了一种电力转换设备，包括上述任意一种三相逆变电路。

本发明的有益效果包括：

本发明实施例提供的方案中，采用变压器的绕组替代现有交错并联式三相逆变电路中的电感，利用变压器的特性保证绕组上电流的均衡，从而能够实现自动均流，抑制电路中的环流，提高三相逆变电路的效率和功率密度，控制方案的复杂度较低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中交错并联式三相逆变电路的示意图；

图2为本发明实施例1提供的三相逆变电路的示意图之一；

图3为本发明实施例1提供的三相逆变电路的示意图之二；

图4为本发明实施例1提供的三相逆变电路的示意图之三；

图5为本发明实施例1提供的双向开关管单元的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的三相逆变电路的等效电路图；

图7a)为本发明实施例1提供的三相逆变电路的工作状态示意图之一；

图7b)为本发明实施例1提供的三相逆变电路的工作状态示意图之二；

图7c)为本发明实施例1提供的三相逆变电路的工作状态示意图之三；

图7d)为本发明实施例1提供的三相逆变电路的工作状态示意图之四；

图8为本发明实施例2提供的三相逆变电路的示意图之一；

图9为本发明实施例2提供的三相逆变电路的示意图之二；

图10为本发明实施例2提供的三相逆变电路的示意图之三；

图11为本发明实施例3提供的三相逆变电路的示意图；

图12为本发明实施例4提供的三相逆变电路的示意图；

图13为本发明实施例5提供的三相逆变电路的示意图之一；

图14为本发明实施例5提供的三相逆变电路的示意图之二；

图15为本发明实施例5提供的三相逆变电路的示意图之三；

图16为本发明实施例6提供的三相逆变电路的示意图之一；

图17为本发明实施例6提供的三相逆变电路的示意图之二；

图18为本发明实施例6提供的三相逆变电路的示意图之三；

图19为本发明实施例7提供的三相逆变电路的示意图；

图20为本发明实施例8提供的三相逆变电路的示意图；

图21为本发明实施例提供的三相逆变电路三路输出短接示意图；

图22为本发明实施例9提供的电力变换设备的示意图之一；

图23为本发明实施例9提供的电力变换设备的示意图之二。

具体实施方式

为了给出复杂度较低的均流控制的实现方案，本发明实施例提供了一种三相逆变电路，结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种的三相逆变电路，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括四个开关管、两个双向开关管单元、具有第一绕组和第二绕组两个绕组的变压器，其中：

变压器的第一绕组和第二绕组的线圈匝数相同；

四个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，四个开关管构成的两个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；所述直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

四个开关管构成的两个支路中，一个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的第一绕组的同名端相连，另一个支路中两个开关管的接线端和另一个双向开关管单元的一端、变压器的第二绕组的异名端相连；两个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

进一步的，三相输出滤波电容单元中的三个电容可以为三角形连接，如图2所示，每两个电容间的接线端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端。此时，三相逆变电路可以实现三相三线输出。

较佳的，三相输出滤波电容单元中的三个电容为星形连接，如图3所示，每个电容的一端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端；三个电容的另一端间的接线端连接两个子电源间的接线端。此时，三相逆变电路不但可以实现三相三线输出，还可以实现三相四线输出，如图4所示，并且，相比于图2滤波电容三角形连接的方案，滤波电容星形连接能够抑制共模干扰。

本发明实施例1提供的三相逆变电路的三个逆变子电路结构相同，每个逆变子电路采用的三个变压器为一个具有一个原边绕组和一个副边绕组的变压器。其中，第一绕组可以为原边绕组，第二绕组为副边绕组；也可以第一绕组为副边绕组，第二绕组为原边绕组。

在本发明实施例提供的三相逆变电路中，开关管具体可以为MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、带反并联二极管的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅型双极晶体管)、JFET(Junction Field Effect Transistor，结型场效应晶体管)等电力电子开关器件，但不局限于上述器件。

在本发明实施例提供的三相逆变电路中，双向开关管单元能够实现双向开关，可以由二极管、MOSFET、IGBT、JFET、IGFET(Insulated Gate Field Effect Transistor，绝缘栅型场效应晶体管)、IGCT(Intergrated Gate Commutated Thyristor，集成门极换流晶闸管)、MCT(MOS Controlled Thyristor，MOS控制型晶闸管)等器件组成。

以两个IGBT组成的双向开关管单元为例，该两个IGBT可以集电极相连，两个IGBT的发射极分别作为双向开关管单元的两端；该两个IGBT也可以发射极相连，两个IGBT的集电极分别作为双向开关管单元的两端。

以MOSFET和二极管组成的双向开关管单元为例，具体的实现结构可以如图5所示，但不局限于图5所示的实现结构。图5所示的双向开关管单元的具体实现结构中的MOSFET也可以替换为IGBT、JFET、IGFET等电力电子开关器件。双向开关管单元也可以采用现有技术中的任意一种双向开关实现方式，在此不一一列举。

为了进一步说明本发明实施例1提供的三相逆变电路，以图2所示的三相逆变电路为例，对其工作原理进行阐述。

在本发明上述实施例1中，每个逆变子电路中变压器的原边绕组和副边绕组不完全耦合，变压器的原边绕组和副边绕组的耦合系数需要根据对输出电流纹波大小的要求来进行设计。图2所示的三相逆变电路的等效电路如图6所示，Ta'、Tb'、Tc'为理想变压器，La'为变压器Ta的漏感形成的等效输出电感，Lb'为变压器Tb的漏感形成的等效输出电感，Lc'为变压器Tc的漏感形成的等效输出电感。

当本发明上述实施例1提供的三相逆变电路工作时，每个逆变子电路中，两个双向开关管单元、两个支路中的上开关管和变压器构成了一个三态开关结构，工作在交流输出对应相的正半周，两个支路中的每个上开关管和与其连接的双向开关管单元构成了该三态开关结构中的一个工作桥臂；两个双向开关管单元、两个支路中的下开关管和变压器构成了一个三态开关结构，工作在交流输出对应相的负半周，两个支路中的每个下开关管和与其连接的双向开关管单元构成了该三态开关结构中的一个工作桥臂。以三相逆变电路中的a相逆变子电路为例，双向开关管单元1、双向开关管单元2、开关管S1、S3和变压器T构成了一个三态开关结构，工作在交流输出a相的正半周，此时，开关管S1和双向开关管单元1构成了该三态开关结构中的一个工作桥臂，开关管S3和双向开关管单元2构成了一个工作桥臂；双向开关管单元1、双向开关管单元2、开关管S2、S4和变压器T构成了一个三态开关结构，工作在交流输出a相的负半周，此时，开关管S2和双向开关管单元1构成了该三态开关结构中的一个工作桥臂，开关管S4和双向开关管单元2构成了一个工作桥臂。

针对本发明实施例1提供的三相逆变电路工作时每个逆变子电路构成的每个三态开关结构，同一个工作桥臂上的开关管和双向开关管单元的驱动信号互补，不同工作桥臂上相同位置的两个开关管的驱动信号交错预设角度，不同工作桥臂上相同位置的两个双向开关管单元的驱动信号交错预设角度。仍以a相为例，a相逆变子电路在交流输出a相的正半周，开关管S1和双向开关管单元1的驱动信号互补，开关管S3和双向开关管单元2的驱动信号互补，开关管S1和S3的驱动信号交错预设角度，双向开关管单元1和双向开关管单元2的驱动信号交错预设角度；在交流输出a相的负半周，开关管S2和双向开关管单元1的驱动信号互补，开关管S4和双向开关管单元2的驱动信号互补，开关管S2和S4的驱动信号交错预设角度，双向开关管单元1和双向开关管单元2的驱动信号交错预设角度。

上述预设角度大于0°小于360°，可以为0°到360°之间的任意角度。较佳的，该预设角度为180°，可以最大程度上抵消偶次谐波。

在一个周期内，三相逆变电路的交流电源输出的三相不会均在正半周或者均在负半周。以交流输出a相处于正半周、b相处于正半周、c相处于负半周为例，说明本发明实施例1提供的三相逆变电路的具体工作状态。

此时，电流从a相、b相流向c相，假设输出电压方向和输出电流方向相同，当a相处于正半周、b相处于正半周、c相处于负半周时开关状态进行变化的开关管为S1、S3、S5、S7、S10、S12；其中，开关管S1、S3、S5、S7的开关状态进行排列组合共有0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111共16种(“1”代表导通，“0”代表关断)；开关管S10、S12和双向开关管单元5、双向开关管单元6构成了一个三态开关结构，开关管S10和双向开关管单元5构成了该三态开关结构的一个工作桥臂，开关管S12和双向开关管单元6构成了一个工作桥臂，该三态开关结构的开关状态共有4种；因此，此时图2所示的三相逆变电路的开关状态共有64种。以开关管S1、S3、S5、S7的开关状态为0000，即开关管S1、S3、S5、S7均关断为例，对图2所示的三相逆变电路的工作状态进行举例说明：

当开关管S12和双向开关管单元5导通时，图2所示的三相逆变电路电流流向如图7a)所示；当开关管S10和S12导通时，图2所示的三相逆变电路电流流向如图7b)所示；当开关管S10和双向开关管单元6导通时，图2所示的三相逆变电路电流流向如图7c)所示；当双向开关管单元5和双向开关管单元6导通时，图2所示的三相逆变电路电流流向如图7d)所示。

对于本发明实施例1提供的三相逆变电路的其它工作状态在此不再详述。

本发明实施例1提供的三相逆变电路中，在交流输出的正半周，每个逆变子电路的变压器T的两个绕组间的接线端处电压状态有+Vdc、+0.5Vdc和0三种，在交流输出的负半周，变压器T的两个绕组间的接线端处电压状态有-Vdc、-0.5Vdc和0三种，故本发明实施例1提供的三相逆变电路为一种三态三相逆变电路，利用变压器的特性能够保证两个绕组上电流的均衡，从而能够抑制电路中的环流，提高三相逆变电路的效率和功率密度。并且，相比于现有技术，能够减少电流采样电路的数量，降低电路成本，控制方案的复杂度较低，易于实现。

实施例2：

本发明实施例2提供的三相逆变电路如图8、图9和图10所示，相比于上述实施例1，本发明实施例2提供的三相逆变电路还包括三个电感La、Lb、Lc；每个逆变子电路中，变压器的第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连后的接线端连接一个电感的一端，该电感的另一端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

本发明实施例2提供的三相逆变电路，在每个逆变子电路上直接增加了一个电感，则可以将变压器按照理想变压器进行分析设计，使变压器的设计变得容易，变压器的耦合系数高，漏磁减少，有利于电磁兼容设计。

较佳的，在本发明实施例1或实施例2提供的任一三相逆变电路基础上，还可以在输出端增加EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)滤波器，降低交流输出端的共模和差模噪声。

实施例3：

本发明实施例3提供的三相逆变电路如图11所示，相比于上述实施例1中图3所示的三相逆变电路，本发明实施例3提供的三相逆变电路增加了输出EMI滤波器，每个逆变子电路中，变压器的第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连后的接线端连接EMI滤波器的输入端，EMI滤波器的输出端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

在本发明的其它实施例中，也可以在上述实施例1中图2或图4所示的三相逆变电路基础上增加输出EMI滤波器。

实施例4：

本发明实施例4提供的三相逆变电路如图12所示，相比于上述实施例2中图10所示的三相逆变电路，本发明实施例4提供的三相逆变电路增加了输出EMI滤波器，每个逆变子电路中，电感的另一端连接EMI滤波器的输入端，EMI滤波器的输出端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

在本发明的其它实施例中，也可以在图8或图9所示的三相逆变电路基础上增加输出EMI滤波器。

本发明实施例3和实施例4提供的三相逆变电路能够抑制输出噪声，使三相逆变电路的输出满足标准对输出谐波的要求。

在本发明上述实施例1-实施例4中，均是采用具有一个原边绕组和一个副边绕组的变压器实现五态三相逆变电路。

本发明实施例还提供了一种三相逆变电路，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括2N个开关管、N个双向开关管单元、具有N个原边绕组和N个副边绕组的变压器，N为大于等于3的正整数，其中：

变压器的N个原边绕组和N个副边绕组的线圈匝数相同，且N个副边绕组首尾相连构成回路；

2N个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，2N个开关管构成的N个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；所述直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

2N个开关管构成的N个支路中，每个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的一个原边绕组的同名端相连；N个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的N个原边绕组的异名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

其中，当三相输出滤波电容单元中的三个电容具体为三角形连接时，每两个电容间的接线端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端，此时，三相逆变电路可以实现三相三线输出；当三相输出滤波电容单元中的三个电容具体为星形连接时，每个电容的一端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端，三个电容的另一端间的接线端连接两个子电源间的接线端，此时，三相逆变电路不但可以实现三相三线输出，还可以实现三相四线输出。

该三相逆变电路的三个逆变子电路结构相同，采用该三相逆变电路，能够实现N+1态三相逆变电路。

其中，开关管具体可以为MOSFET、IGBT、JFET等电力电子开关器件，但不局限于上述器件。

双向开关管单元能够实现双向开关，具有多种实现结构，详见上述实施例1，在此不再赘述。

进一步的，该三相逆变电路还可以包括三个电感；每个逆变子电路中，变压器的N个原边绕组的异名端相连后的接线端连接一个电感的一端，该电感的另一端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

当该三相逆变电路工作时，每个逆变子电路中，N个双向开关管单元、N个支路中的上开关管和变压器构成了一个N+1态开关结构，工作在交流输出对应相的正半周，N个支路中的每个上开关管和与其连接的双向开关管单元构成了该N+1态开关结构中的一个工作桥臂；N个双向开关管单元、N个支路中的下开关管和变压器构成了一个N+1态开关结构，工作在交流输出对应相的负半周，N个支路中的每个下开关管和与其连接的双向开关管单元构成了该N+1态开关结构中的一个工作桥臂。

针对该三相逆变电路工作时每个逆变子电路构成的每个N+1态开关结构，同一个工作桥臂上的开关管和双向开关管单元的驱动信号互补，N个工作桥臂上的相同位置的开关管的驱动信号依次交错预设角度，N个工作桥臂上的相同位置的双向开关管单元的驱动信号依次交错预设角度。该预设角度大于0°小于360°，可以为0°到360°之间的任意角度。较佳的，该预设角度为可以最大程度上抵消N次谐波及倍频次谐波。

与上述实施例1-实施例4提供三相逆变电路能够实现自动均流的原理相同，该三相逆变电路也是利用变压器的特性来保证N个原边绕组上电流的均衡，从而达到抑制电路中的环流的目的。

下面结合附图，以采用具有三个原边绕组和三个副边绕组的变压器的三相逆变电路为例进行说明。

实施例5：

本发明实施例5提供的三相逆变电路包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括六个开关管、三个双向开关管单元、具有三个原边绕组和三个副边绕组的变压器，其中：

变压器的三个原边绕组和三个副边绕组的线圈匝数相同，且三个副边绕组首尾相连构成回路；

六个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，六个开关管构成的三个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；该直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

六个开关管构成的三个支路中，每个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的一个原边绕组的同名端相连；三个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的三个原边绕组的异名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

其中，三相输出滤波电容单元中的三个电容可以为三角形连接，如图13所示；较佳的，三相输出滤波电容单元中的三个电容为星形连接，如图14所示，此时，三相逆变电路也可以为三相四线输出，如图15所示。相比于滤波电容三角形连接的方案，滤波电容星形连接能够抑制共模干扰。

以三相逆变电路中的a相逆变子电路为例，对本发明实施例5提供的三相逆变电路进行进一步说明。

当本发明上述实施例5提供的三相逆变电路工作时，三个双向开关管单元、开关管S1、S3、S5和变压器T构成了一个四态开关结构，工作在交流输出a相的正半周，此时，开关管S1和双向开关管单元1构成了该四态开关结构的一个工作桥臂，开关管S3和双向开关管单元2构成了一个工作桥臂，开关管S5和双向开关管单元3构成了一个工作桥臂；三个双向开关管单元、开关管S2、S4、S6和变压器T构成了一个四态开关结构，工作在交流输出a相的负半周，此时，开关管S2和双向开关管单元1构成了该四态开关结构的一个工作桥臂，开关管S4和双向开关管单元2构成了一个工作桥臂，开关管S6和双向开关管单元3构成了一个工作桥臂。

针对a相逆变子电路工作时构成的每个四态开关结构，在交流输出的正半周，开关管S1和双向开关管单元1的驱动信号互补，开关管S3和双向开关管单元2的驱动信号互补，开关管S5和双向开关管单元3的驱动信号互补，开关管S1、S3、S5的驱动信号依次交错预设角度，双向开关管单元1、双向开关管单元2、双向开关管单元3的驱动信号依次交错预设角度；在交流输出的负半周，开关管S2和双向开关管单元1的驱动信号互补，开关管S4和双向开关管单元2的驱动信号互补，开关管S6和双向开关管单元3的驱动信号互补，开关管S2、S4、S6的驱动信号依次交错预设角度，双向开关管单元1、双向开关管单元2、双向开关管单元3的驱动信号依次交错预设角度。较佳的，该预设角度为120°。

本发明实施例5提供的三相逆变电路在交流输出的正半周，每个逆变子电路的变压器三个原边绕组的异名端间的接线端处电压状态具体有四种，在交流输出的负半周，每个逆变子电路的变压器三个原边绕组的异名端间的接线端处电压状态具体也有四种，即本发明实施例5提供的三相逆变电路为一种四态三相逆变电路，其具体工作流程在此不再详述。

实施例6：

本发明实施例6提供的三相逆变电路如图16、图17和图18所示，相比于上述实施例5，本发明实施例6提供的三相逆变电路还包括三个电感La、Lb、Lc；每个逆变子电路中，变压器的三个原边绕组的异名端相连后的接线端连接一个电感的一端，该电感的另一端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

本发明实施例6提供的三相逆变电路，通过增加电感L，使变压器的设计变得容易，有利于电磁兼容设计。

较佳的，在本发明实施例5或实施例6提供的任一三相逆变电路基础上，还可以在输出端增加EMI滤波器。

实施例7：

本发明实施例7提供的三相逆变电路如图19所示，相比于上述实施例5中图14所示的三相逆变电路，本发明实施例7提供的三相逆变电路增加了输出EMI滤波器，每个逆变子电路中，变压器的三个原边绕组的异名端相连后的接线端连接EMI滤波器的输入端，EMI滤波器的输出端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

在本发明的其它实施例中，也可以在上述实施例5中图13或图15所示的三相逆变电路基础上增加输出EMI滤波器。

实施例8：

本发明实施例8提供的三相逆变电路如图20所示，相比于上述实施例6中图18所示的三相逆变电路，本发明实施例8提供的三相逆变电路增加了输出EMI滤波器，每个逆变子电路中，电感的另一端连接EMI滤波器的输入端，EMI滤波器的输出端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

在本发明的其它实施例中，也可以在图16或图17所示的三相逆变电路基础上增加输出EMI滤波器。

本发明实施例7和实施例8提供的三相逆变电路能够抑制输出噪声，使三相逆变电路的输出满足标准对输出谐波的要求。

在本发明的其它实施例中，三相逆变电路中采用的变压器也可以是具有四个以及更多个原边绕组和副边绕组的变压器，在此不再进行举例说明。

进一步的，当上述实施例提供的任意一种三相逆变电路的三路输出短接时，如图21所示，三相逆变电路可以变为单相逆变电路，可以适应不同应用场景的需求。

本发明实施例还提供了一种电力变换设备，包括上述实施例任意一种三相逆变电路。

实施例9：

本发明实施例9提供了一种电力变换设备，该电力变换设备包括整流电路以及上述实施例任意一种三相逆变电路。该整流电路可以为现有技术中的任意一种形式的整流电路。

例如，本发明实施例9提供的电力变换设备可以如图22所示，整流电路的输出作为三相逆变电路的直流输入电源，此时，直流母线间的两个电容相当于两个子电源。

较佳的，该电力变换设备中整流电路也可以和连接的三相逆变电路为对称结构，例如图23所示。整流电路和逆变电路的结构对称，可以大大减少器件选型的复杂度，减少硬件设计的时间，降低成本，提高维护效率。

进一步的，该电力变换设备具体可以为不间断电源。

综上所述，采用本发明实施例提供的方案，能够抑制三相逆变电路中的环流，提高电路效率和功率密度，降低电路成本，并且，方案简单，易于实现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种三相逆变电路，其特征在于，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括四个开关管、两个双向开关管单元、具有第一绕组和第二绕组两个绕组的变压器，其中：

变压器的第一绕组和第二绕组的线圈匝数相同；

四个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，四个开关管构成的两个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；所述直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

四个开关管构成的两个支路中，一个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的第一绕组的同名端相连，另一个支路中两个开关管的接线端和另一个双向开关管单元的一端、变压器的第二绕组的异名端相连；两个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括三个电感；

每个逆变子电路中，变压器的第一绕组的异名端和第二绕组的同名端相连后的接线端连接一个电感的一端，该电感的另一端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，当三相输出滤波电容单元中的三个电容具体为三角形连接时，每两个电容间的接线端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端；

当三相输出滤波电容单元中的三个电容具体为星形连接时，每个电容的一端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端；三个电容的另一端间的接线端连接两个子电源间的接线端。

4.如权利要求1-3任一所述的电路，其特征在于，还包括输出电磁干扰EMI滤波器。

5.一种电力变换设备，其特征在于，包括上述权利要求1-4任一所述的三相逆变电路。

6.一种三相逆变电路，其特征在于，包括三相输出滤波电容单元和三个逆变子电路；

每个逆变子电路具体包括2N个开关管、N个双向开关管单元、具有N个原边绕组和N个副边绕组的变压器，N为大于等于3的正整数，其中：

变压器的N个原边绕组和N个副边绕组的线圈匝数相同，且N个副边绕组首尾相连构成回路；

2N个开关管中每两个开关管串联构成一个支路，2N个开关管构成的N个支路并联，并联后的两端连接三相逆变电路的直流输入电源的两端；所述直流输入电源包括串联的电压相等的两个子电源；

2N个开关管构成的N个支路中，每个支路中两个开关管的接线端和一个双向开关管单元的一端、变压器的一个原边绕组的同名端相连；N个双向开关管单元的另一端和两个子电源间的接线端相连；

变压器的N个原边绕组的异名端相连，相连后的接线端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端，连接三相输出滤波电容单元的一相接线端。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，还包括三个电感；

每个逆变子电路中，变压器的N个原边绕组的异名端相连后的接线端连接一个电感的一端，该电感的另一端作为三相逆变电路的交流输出的一相接线端。

8.如权利要求6所述的电路，其特征在于，当三相输出滤波电容单元中的三个电容具体为三角形连接时，每两个电容间的接线端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端；

当三相输出滤波电容单元中的三个电容具体为星形连接时，每个电容的一端作为三相输出滤波电容单元的一相接线端；三个电容的另一端间的接线端连接两个子电源间的接线端。

9.如权利要求6-8任一所述的电路，其特征在于，还包括输出电磁干扰EMI滤波器。

10.一种电力变换设备，其特征在于，包括上述权利要求6-9任一所述的三相逆变电路。