CN2847680Y - 一种多电平电路装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压变频器的控制电路装置，尤其涉及一种多电平电路装置。包括有整流器，以及整流器后的直流环节中的正母线与负母线之间并联的电解电容电路、三个逆变电路。所述的电解电容电路是由至少四个电解电容串联而成，除位于两端外的每个电解电容的两端均有一个辅助电源装置；所述的辅助电源装置是由一个小功率变压器、六个二极管组成的整流器、一个辅助回路电解电容组成。本实用新型的多电平电路装置，通过加装辅助钳位电源装置，使系统的稳定性增强，解决了多电平电路当中的直流环节中的电解电容两端电压不平衡问题，使输出电压波动小，可靠性增强，提高了系统的工作稳定性。

Description

一种多电平电路装置

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种高压变频器的控制电路装置，尤其涉及一种多电平电路装置。

(二)背景技术：

目前市场上高压变频器多采用移相变压器+功率单元串联的方式，技术已经十分成熟，但存在体积庞大，成本很高的缺点。若高压变频器直接采用多电平的电路结构，控制方式采用多电平的控制方式，可以减少体积，减少元器件，但现有的直接多电平电路结构，存在直流环节中的电解电容两端电压不平衡，造成控制复杂，输出电压波动大，可靠性也大大下降，造成整个系统工作不稳定。本装置可以解决上述存在的问题，使直流环节中的电解电容两端电压平衡，控制简单，输出电压波动小，可靠性增强，提高整个系统的工作稳定性。

(三)发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进后的多电平电路装置，以提高系统的稳定性，减小整个装置的体积、降低成本，减少控制难度，提高可靠性。

本实用新型是通过以下措施来实现的：

本实用新型的多电平电路装置，包括有整流器，以及整流器后的直流环节中的正母线与负母线之间并联的电解电容电路、三个逆变电路。所述的电解电容电路是由至少四个电解电容串联而成，其特别之处在于：除位于两端外的每个电解电容的两端均有一个辅助电源装置；所述的辅助电源装置是由一个小功率变压器、六个二极管组成的整流器、一个辅助回路电解电容组成；所述的辅助电源装置的连接方式是：二极管D1的正极和二极管D4的负极串联，二极管D2的正极与二极管D5的负极串联，二极管D3的正极与二极管D6的负极串联，二极管D1、D2、D3的负极并联在一起作为整流器的正端，二极管D4、D5、D6的正极并联在一起作为整流器的负端；辅助回路电解电容的正极接整流器的正端，辅助回路电解电容的负极接整流器的负端；二极管D1、D4连接处、二极管D2、D5连接处、二极管D3、D6连接处分别与小功率变压器的三相输出端相连接；辅助回路电解电容的正极接主回路电解电容的正极，辅助回路电解电容的负极接主回路电解电容的负极。

本实用新型所述的多电平电路装置，在原来的多电平电路的主回路电解电容上加装了辅助钳位电源装置，这种辅助钳位电源装置对多电平电路中的主回路电解电容的电压起到钳位的作用，也就是使多电平电路中的主回路电解电容的电压保持稳定。保持整个电路系统的运行正常，在没有加装辅助钳位电源装置之前，主回路电解电容C1、C2、C3、C4上的电压不稳定，从而对整个系统造成不稳定。

五电平电路当中有四个主回路电解电容，辅助钳位电源这种装置加装在了第二个和第三个主回路电解电容上，如果是七电平电路结构，一共有六个主回路电解电容，这种辅助钳位电源装置加装在第二、三、四、五的主回路吸收电解电容上，第一和第六个主回路电解电容上不装这种辅助钳位电源装置，电平数越多加装这种装置越多，不管电平数有多少，只是在第一个和最后一个主回路电解电容上不加装此装置，剩下的中间的每个吸收电解电容上都加装此装置。

本实用新型的多电平电路装置，通过加装辅助钳位电源装置，使系统的稳定性增强，解决了多电平电路当中的直流环节中的电解电容两端电压不平衡问题，使输出电压波动小，可靠性增强，提高了系统的工作稳定性。

(四)附图说明：

附图是本实用新型所述的五电平电路装置的主电路图。

图中，1整流器，2、3为辅助钳位电源装置，4为电解电容电路，5、6、7为逆变电路，C1、C2、C3、C4为主回路电解电容，C1’为辅助回路电解电容，D1、D2、D3、D4、D5、D6为二极管，G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8为主功率器件IGBT。

(五)具体实施方式：

现参照附图，结合实施例详细说明如下：本实用新型所述的改进后的五电平电路装置，本装置涉及有整流器(1)，两个辅助钳位电源装置(2)、(3)，由四个主回路电解电容(C1、C2、C3、C4)组成的电路(4)，三个逆变电路(5)、(6)、(7)。

三相交流电从A、B、C输入经整流器(1)整流后变成所需要的直流电，直流电的正端称正母线，负端称负母线，主回路电解电容C1的正极接正母线，主回路电解电容C1的负极接主回路电解电容C2的正极，主回路电解电容C2的负极接主回路电解电容C3的正极，主回路电解电容C3的负极接主回路电解电容C4的正极，主回路电解电容C4的负极接负母线。这样由四个主回路电解电容依次组成的串联电路并联在整流后的正负母线之间，在电解电容后的正、负母线之间并联了三相相同结构的逆变电路(5)、(6)、(7)，每相逆变电路由8个主功率器件IGBT，六个钳位二极管组成。这种逆变电路同现有技术相同。

本实用新型所述的与现有技术不同之处是，在主回路电解电容C2和C3上分别并联了一组铺助钳位电源装置(2)、(3)，这种电路装置的具体连接方式是，六个二极管组成一个整流器(1)，二极管D1的正极和二极管D4的负极串联，D2的正极与D5的负极串联，D3的正极与D6的负极串联，D1、D2和D3的负极并联在一起作为二极管组成的整流器的正端，D4、D5、D6的正极并联在一起作为二极管组成的整流器的负端，辅助回路电解电容C1’的正极接二极管组成的整流器的正端，辅助回路电解电容C1’的负极接二极管组成的整流器的负端，D1和D3连接处引出一相A’，D2和D5连接处引出一相B’，D3和D6连接处引出C’，A’B’C’作为小功率变压器的三相输入端，辅助回路电解电容C1’的正极接主回路电解电容C2的正极，辅助回路电解电容C1’的负极接主回路电解电容C2的负极，由六个二极管组成的整流器、小功率变压器、辅助回路电解电容C1’组成的电路就是辅助钳位电源装置，在五电平电路当中，相同的这种装置有两个，一个并联在主回路电解电容C2上，一个并联在主回路电解电容C3上，这种辅助钳位电源装置，使主回路电解电容C1……C4上的电压保持稳定，增强了系统的稳定性，这是实现多电平电路的必要条件。除了辅助钳位电源装置以外，其三相逆变单元电路与现有技术一样。主回路电解电容C1的负极的A1点和钳位二极管电路当中的A2、A3、A4点并联，B1、B2、B3、B4、B5点并联，同样D1、D2、D3、D4点并联，逆变单元电路是由三组相同的电路组成，成为三个桥臂，每个桥臂串联的IGBT的中点引出一相，共三相U、V、W作为三相输出。

Claims (1)

1.一种多电平电路装置，包括有整流器(1)，以及整流器后的直流环节中的正母线与负母线之间并联的电解电容电路(4)、三个逆变电路(5)、(6)、(7)，所述的电解电容电路(4)是由至少四个电解电容(C1、C2、C3、C4)串联而成，其特征在于：除位于两端外的每个电解电容的两端均串联有一个辅助电源装置；所述的辅助电源装置是由一个小功率变压器、六个二极管(D1、D2、D3、D4、D5、D6)组成的整流器、一个辅助回路吸收电解电容(C1’)组成；所述的辅助电源装置的连接方式是：二极管(D1)的正极和二极管(D4)的负极串联，二极管(D2)的正极与二极管(D5)的负极串联，二极管(D3)的正极与二极管(D6)的负极串联，二极管(D1、D2、D3)的负极并联在一起作为整流器的正端，二极管(D4、D5、D6)的正极并联在一起作为整流器的负端；辅助回路电解电容(C1’)的正极接整流器的正端，辅助回路电解电容(C1’)的负极接整流器的负端；二极管(D1、D4)连接处、二极管(D2、D5)连接处、二极管(D3、D6)连接处分别与小功率变压器的三相输出端相连接；辅助回路电解电容(C1’)的正极接主回路电解电容的正极，辅助回路电解电容(C1’)的负极接主回路电解电容的负极。