一種三電平四象限低壓變頻器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三電平四象限低壓變頻器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的油田磕頭機(jī)用變頻器主要使用的是兩象限加制動(dòng)電阻的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由于使用的是二極管不可控整流，因此會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的諧波污染，而且網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)極低，能量無(wú)法雙向流動(dòng)，反饋能量都通過(guò)制動(dòng)電阻消耗，無(wú)法用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，同時(shí)傳統(tǒng)的兩電平變頻器結(jié)構(gòu)，其輸出部分的dv/dt較高，容易對(duì)電機(jī)的絕緣造成損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種三電平四象限低壓變頻器電路，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種三電平四象限低壓變頻器電路，包括三個(gè)橋臂，且所述橋臂包括四個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管，所述橋臂中間的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。
[0006]所述開(kāi)關(guān)管包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管及第四開(kāi)關(guān)管，且所述第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管及第四開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，所述第三開(kāi)關(guān)管及所述第四開(kāi)關(guān)管之間連接一第二二極管的輸入端，且所述第二二極管的輸出端連接一第一二極管的輸入端，且所述第一二極管的輸出端連接于所述第一開(kāi)關(guān)管及第二開(kāi)關(guān)管的中間。
[0007]所述橋臂還包括一濾波電抗器及一升壓電抗器，且所述濾波電抗器及所述升壓電抗器串聯(lián)，所述濾波電抗器連接電路的輸入端，且所述升壓電抗器的另一端連接于所述第二開(kāi)關(guān)管及所述第三開(kāi)關(guān)管之間。
[0008]還包括一第一直流支撐電容及第二直流支撐電容，且所述第一直流支撐電容及所述第二直流支撐電容串聯(lián)，且所述第一直流支撐電容的另一端連接于所述第一開(kāi)關(guān)管的一端，且所述第二直流支撐電容的另一端連接于所述第四開(kāi)關(guān)管的另一端。
[0009]所述開(kāi)關(guān)管包括第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管及第八開(kāi)關(guān)管，且所述第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管及第八開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，所述第七開(kāi)關(guān)管及所述第八開(kāi)關(guān)管之間連接一第四二極管的輸入端，且所述第四二極管的輸出端連接一第三二極管的輸入端，且所述第三二極管的輸出端連接于所述第五開(kāi)關(guān)管及第六開(kāi)關(guān)管的中間。
[0010]所述第五開(kāi)關(guān)管所述第一開(kāi)關(guān)管的兩端連接，且所述第四開(kāi)關(guān)管及所述第八開(kāi)關(guān)管的兩端連接。
[0011]所述第一二極管及所述第二二極管的中間連接于所述第三二極管及所述第四二極管之間，及所述第一直流支撐電容及所述第二直流支撐電容之間。
[0012]所述所六開(kāi)關(guān)管及所述第七開(kāi)關(guān)管之間連接一電動(dòng)機(jī)。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，變頻器運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的污染小，諧波含量小于5%，功率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中:
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0017]如圖1所示，一種三電平四象限低壓變頻器電路，包括三個(gè)橋臂，且所述橋臂包括四個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管，所述橋臂中間的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。
[0018]所述開(kāi)關(guān)管包括第一開(kāi)關(guān)管Tl、T5、T9、第二開(kāi)關(guān)管T2、T6、T10、第三開(kāi)關(guān)管T3、T7、T11及第四開(kāi)關(guān)管Τ4、Τ8、Τ12，且所述第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管及第四開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，所述第三開(kāi)關(guān)管及所述第四開(kāi)關(guān)管之間連接一第二二極管D2、D4、D6的輸入端，且所述第二二極管的輸出端連接一第一二極管Dl、D3、D5的輸入端，且所述第一二極管的輸出端連接于所述第一開(kāi)關(guān)管及第二開(kāi)關(guān)管的中間。
[0019]所述橋臂還包括一濾波電抗器LI，L2, L3及一升壓電抗器L4，L5，L6，且所述濾波電抗器及所述升壓電抗器串聯(lián)，所述濾波電抗器連接電路的輸入端，且所述升壓電抗器的另一端連接于所述第二開(kāi)關(guān)管及所述第三開(kāi)關(guān)管之間。還包括一濾波電容C1、C2、C3，其一端分別連接于所述濾波電抗器所述升壓電抗器之間，且濾波電容的另一端連接。
[0020]還包括一第一直流支撐電容C4及第二直流支撐電容C5，且所述第一直流支撐電容及所述第二直流支撐電容串聯(lián)，且所述第一直流支撐電容的另一端連接于所述第一開(kāi)關(guān)管的一端，且所述第二直流支撐電容的另一端連接于所述第四開(kāi)關(guān)管的另一端。
[0021]所述開(kāi)關(guān)管包括第五開(kāi)關(guān)管T13、T17、T21、第六開(kāi)關(guān)管T14、T18、T22、第七開(kāi)關(guān)管T15、T19、T23及第八開(kāi)關(guān)管T16、T20、T24，且所述第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管及第八開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，所述第七開(kāi)關(guān)管及所述第八開(kāi)關(guān)管之間連接一第四二極管D8、D10、D12的輸入端，且所述第四二極管的輸出端連接一第三二極管D7、D9、Dll的輸入端，且所述第三二極管的輸出端連接于所述第五開(kāi)關(guān)管及第六開(kāi)關(guān)管的中間。
[0022]所述第五開(kāi)關(guān)管所述第一開(kāi)關(guān)管的兩端連接，且所述第四開(kāi)關(guān)管及所述第八開(kāi)關(guān)管的兩端連接。
[0023]所述第一二極管及所述第二二極管的中間連接于所述第三二極管及所述第四二極管之間，及所述第一直流支撐電容及所述第二直流支撐電容之間。
[0024]所述所六開(kāi)關(guān)管及所述第七開(kāi)關(guān)管之間連接一電動(dòng)機(jī)M0
[0025]本實(shí)用新型提出一種三電平四象限低壓變頻器。三電平的采用旨在降低變頻器諧波造成的損耗及對(duì)電機(jī)絕緣的損壞。四象限技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，變頻器運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的污染小，諧波含量小于5%，功率因數(shù)可以大于0.99，而目前的變頻器主要是諧波污染大，功率因數(shù)不高，對(duì)電機(jī)絕緣損壞嚴(yán)重，反饋能量基本由電阻消耗等問(wèn)題。
[0026]三相每個(gè)橋臂有4個(gè)開(kāi)關(guān)管(IGBT)，和兩個(gè)輔助二極管。其中每個(gè)橋臂最上和最下的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管相當(dāng)于兩電平電路中上、下開(kāi)關(guān)管，而橋臂中間的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。圖中，A、B、C表示交流電網(wǎng)的三相電壓。變流器直流側(cè)電壓為C4, C5支撐，并且C4，C5上的電壓分別控制，由兩組電容串聯(lián)而成，N點(diǎn)位電容均壓中點(diǎn)，與每個(gè)橋臂的輔助二極管相連。當(dāng)兩個(gè)電容上的電壓相等時(shí)，主開(kāi)關(guān)管承受udc/2。以A相說(shuō)明變流器每相橋臂的結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出，A相橋臂有四個(gè)IGBT Tl、T2、T3、T4,四個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)鉗位二極管D1，D2。B相橋臂，C相橋臂與A相相同，這三相橋與前面的LI，L2，L3，Cl，C2，C3，L4，L5，L6組成LCL的濾波電路，最終形成完整的可控整流電路，達(dá)到整流功率因數(shù)接近于1，電流波形接近正弦的效果，在逆變側(cè)，即T13-T24，D7-D12組成的三相逆變輸出電路，因?yàn)椴捎萌娖浇Y(jié)構(gòu)，輸出的階梯波比一般的PWM波更接近正弦，產(chǎn)生的dv/dt較小，因此對(duì)電機(jī)的絕緣影響基本可以忽略。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，包括三個(gè)橋臂，且所述橋臂包括四個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管，所述橋臂中間的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管及第四開(kāi)關(guān)管，且所述第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管及第四開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，所述第三開(kāi)關(guān)管及所述第四開(kāi)關(guān)管之間連接一第二二極管的輸入端，且所述第二二極管的輸出端連接一第一二極管的輸入端，且所述第一二極管的輸出端連接于所述第一開(kāi)關(guān)管及第二開(kāi)關(guān)管的中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，所述橋臂還包括一濾波電抗器及一升壓電抗器，且所述濾波電抗器及所述升壓電抗器串聯(lián)，所述濾波電抗器連接電路的輸入端，且所述升壓電抗器的另一端連接于所述第二開(kāi)關(guān)管及所述第三開(kāi)關(guān)管之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，還包括一第一直流支撐電容及第二直流支撐電容，且所述第一直流支撐電容及所述第二直流支撐電容串聯(lián)，且所述第一直流支撐電容的另一端連接于所述第一開(kāi)關(guān)管的一端，且所述第二直流支撐電容的另一端連接于所述第四開(kāi)關(guān)管的另一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管包括第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管及第八開(kāi)關(guān)管，且所述第五開(kāi)關(guān)管、第六開(kāi)關(guān)管、第七開(kāi)關(guān)管及第八開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，所述第七開(kāi)關(guān)管及所述第八開(kāi)關(guān)管之間連接一第四二極管的輸入端，且所述第四二極管的輸出端連接一第三二極管的輸入端，且所述第三二極管的輸出端連接于所述第五開(kāi)關(guān)管及第六開(kāi)關(guān)管的中間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，所述第五開(kāi)關(guān)管所述第一開(kāi)關(guān)管的兩端連接，且所述第四開(kāi)關(guān)管及所述第八開(kāi)關(guān)管的兩端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，所述第一二極管及所述第二二極管的中間連接于所述第三二極管及所述第四二極管之間，及所述第一直流支撐電容及所述第二直流支撐電容之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三電平四象限低壓變頻器電路，其特征在于，所述所六開(kāi)關(guān)管及所述第七開(kāi)關(guān)管之間連接一電動(dòng)機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種三電平四象限低壓變頻器電路，包括三個(gè)橋臂，且所述橋臂包括四個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管，所述橋臂中間的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)輔助二極管構(gòu)成中點(diǎn)鉗位電路。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，變頻器運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)的污染小，諧波含量小于5％,功率。
【IPC分類】H02M5-458
【公開(kāi)號(hào)】CN204376728
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520013610
【發(fā)明人】劉幼林, 徐海杰, 鄭李強(qiáng)
【申請(qǐng)人】上海英同電氣有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日