单元级联型高压变频器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高压变频器领域，更具体地说，涉及一种单元级联型高压变频器。
【背景技术】
[0002]在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负载，占整个用电设备能耗的40%左右，电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。随着市场经济的发展和自动化，智能化程度的提高，采用高压变频器对泵类负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有较大改善，而且可满足节能和设备经济运行(有的节能高达30% -40% )的要求。
[0003]现有的高压变频器系统多为单元级联型高压变频器，即输入的高压电源经过多绕组移相变压器进行降压，并输出到副边的多个低压绕组，每个低压绕组对应一个功率单元，再将低电压的功率单元逐个级联起来形成6KV或1KV的电压输出。其中应用最普遍的是:
[0004](I)用低压690V的功率单元进行级联，整机每相5-6个单元，输出6KV电压，如图1所示；
[0005](2)每相8-9个单元，输出1KV电压，如图2所示，该方案中的功率单元采用1700V的功率器件，两电平H桥结构拓扑，如图3所示。这种功率单元的优点是输出电压低，实现难度小。但由于高压变频器系统所需的单元整体数量多，导致整机的故障率高，体积也较大。
[0006]上述高压变频器由于每相串联的单元数量较多，导致移相变压器副边需要多个绕组输出，使得变压器的设计及加工难度较大。同时，从变压器副边到单元的功率线缆较多，成本也非常高，且由于单元数量多，导致系统故障率较高。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述高压变频器体积大、故障率高的问题，提供一种新的单元级联型高压变频器。
[0008]本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种单元级联型高压变频器，包括移相变压器、功率单元组及控制系统，且所述功率单元组的输入端连接在移相变压器的副边绕组；所述移相变压器具有三个副边绕组，所述功率单元组包括三个高压功率单元，且每一高压功率单元的输入端各连接到所述移相变压器的一个副边绕组。
[0009]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述高压功率单元包括整流桥、直流滤波电路、二极管箝位式三电平H桥逆变器。
[0010]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述二极管箝位式三电平H桥逆变器采用由高压开关器件组成的三电平H桥结构，且单元输出相电压为高压三电平PWM波。
[0011]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述整流桥为由高压二极管组成的6脉波或12脉波整流电路，或者所述整流桥为由高压可控开关器件组成的有源前端整流电路。
[0012]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述直流滤波电路采用高压薄膜电容。
[0013]本实用新型还提供一种单元级联型高压变频器，包括移相变压器、功率单元组及控制系统，且所述功率单元组的输入端连接在移相变压器的副边绕组；其特征在于:所述移相变压器具有六个副边绕组，所述功率单元组包括六个高压功率单元，且每一高压功率单元的输入端各连接到所述移相变压器的一个副边绕组。
[0014]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述高压功率单元包括整流桥、直流滤波电路、二极管箝位式三电平H桥逆变器。
[0015]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述二极管箝位式三电平H桥逆变器采用由高压开关器件组成的三电平H桥结构，且单元输出相电压为高压三电平PWM波。
[0016]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述整流桥为由高压二极管组成的6脉波或12脉波整流电路，或者所述整流桥为由高压可控开关器件组成的有源前端整流电路。
[0017]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述直流滤波电路采用高压薄膜电容。
[0018]本实用新型的单元级联型高压变频器具有以下有益效果:通过高压功率单元提高单元输出电压，从而使得整机的功率单元数量大大减少，不仅减小了整机的体积和成本，而且提高了系统的可靠性。
【附图说明】
[0019]图1是现有输出6KV电压的单元级联型高压变频器的拓扑结构示意图。
[0020]图2是现有输出1KV电压的单元级联型高压变频器的拓扑结构示意图。
[0021]图3是图2中功率单元的拓扑结构示意图。
[0022]图4是本实用新型单元级联型高压变频器第一实施例的示意图。
[0023]图5是图4中功率单元的拓扑结构示意图。
[0024]图6是本实用新型单元级联型高压变频器第二实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]如图4所示，是本实用新型单元级联型高压变频器实施例的示意图，其可用于对泵类等大功率负载进行控制。本实施例中的单元级联型高压变频器包括移相变压器41、功率单元组42及控制系统43，且功率单元组42的输入端连接在移相变压器41的副边绕组。上述移相变压器41具有三个副边绕组，功率单元组42包括三个高压功率单元Al、B1、Cl，且每一高压功率单元的输入端各连接到移相变压器41的一个副边绕组。
[0027]在上述级联型高压变频器中，电网电源输入到移相变压器41后，由移相变压器41将电源变压成三个独立的高压电源输入到每个高压功率单元，高压功率单元再经整流、滤波和逆变环节输出电压和频率可调的交流电。特别地，上述高压功率单元的单元输出电压最高可以达到3800V。由于该级联型高压变频器采用高压功率单元，使得每相只需要一个功率单元即可实现6KV的高压输出，整机的功率单元数量大大减少，不仅减小了整机的体积和成本，而且提高了系统的可靠性。
[0028]如图5所示，上述高压功率单元具体可包括整流桥421、直流滤波电路422、二极管箝位式三电平H桥逆变器423，分别实现单相电流的整流、滤波和逆变处理。
[0029]具体地，上述二极管箝位式三电平H桥逆变器423可采用由高压开关器件组成的三电平H桥结构，且单元输出相电压为高压三电平PWM波。整流桥421为由高压二极管组成的6脉波或12脉波整流电路，或者该整流桥为由高压可控开关器件组成的有源前端整流电路。直流滤波电路422则可采用高压薄膜电容。
[0030]如图6所示，是输出电压为1KV的单元级联型高压变频器的示意图。该单元级联型高压变频器包括移相变压器61、功率单元组62及控制系统63，且功率单元组62的输入端连接在移相变压器61的副边绕组；移相变压器61具有六个副边绕组，功率单元组62包括六个高压功率单元，且每一高压功率单元的输入端各连接到移相变压器61的一个副边绕组。
[0031]高压功率单元具体可包括整流桥、直流滤波电路、二极管箝位式三电平H桥逆变器，其中:二极管箝位式三电平H桥逆变器采用由高压开关器件组成的三电平H桥结构，且单元输出相电压为高压三电平PWM波；整流桥为由高压二极管组成的6脉波或12脉波整流电路，或者整流桥为由高压可控开关器件组成的有源前端整流电路；直流滤波电路采用高压薄膜电容。
[0032]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种单元级联型高压变频器，包括移相变压器、功率单元组及控制系统，且所述功率单元组的输入端连接在移相变压器的副边绕组；其特征在于:所述移相变压器具有三个副边绕组，所述功率单元组包括三个高压功率单元，且每一高压功率单元的输入端各连接到所述移相变压器的一个副边绕组。2.根据权利要求1所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述高压功率单元包括整流桥、直流滤波电路、二极管箝位式三电平H桥逆变器。3.根据权利要求2所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述二极管箝位式三电平H桥逆变器采用由高压开关器件组成的三电平H桥结构，且单元输出相电压为高压三电平PWM波。4.根据权利要求2所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述整流桥为由高压二极管组成的6脉波或12脉波整流电路，或者所述整流桥为由高压可控开关器件组成的有源前端整流电路。5.根据权利要求2所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述直流滤波电路采用高压薄膜电容。6.一种单元级联型高压变频器，包括移相变压器、功率单元组及控制系统，且所述功率单元组的输入端连接在移相变压器的副边绕组；其特征在于:所述移相变压器具有六个副边绕组，所述功率单元组包括六个高压功率单元，且每一高压功率单元的输入端各连接到所述移相变压器的一个副边绕组。7.根据权利要求6所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述高压功率单元包括整流桥、直流滤波电路、二极管箝位式三电平H桥逆变器。8.根据权利要求7所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述二极管箝位式三电平H桥逆变器采用由高压开关器件组成的三电平H桥结构，且单元输出相电压为高压三电平PWM波。9.根据权利要求7所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述整流桥为由高压二极管组成的6脉波或12脉波整流电路，或者所述整流桥为由高压可控开关器件组成的有源前端整流电路。10.根据权利要求7所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述直流滤波电路采用高压薄膜电容。
【专利摘要】本实用新型提供了一种单元级联型高压变频器，包括移相变压器、功率单元组及控制系统，且所述功率单元组的输入端连接在移相变压器的副边绕组；所述移相变压器具有三个副边绕组，所述功率单元组包括三个高压功率单元，且每一高压功率单元的输入端各连接到所述移相变压器的一个副边绕组。本实用新型通过高压功率单元提高单元输出电压，从而使得整机的功率单元数量大大减少，不仅减小了整机的体积和成本，而且提高了系统的可靠性。
【IPC分类】H02M5/458
【公开号】CN204721230
【申请号】CN201520459756
【发明人】冷严冬
【申请人】苏州汇川技术有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月30日