[發明專利]6KV異步機變頻調速裝置的三電平電壓源逆變式主電路

無效

• 申請號: 02121113.2
• 申請日: 2002-06-07
• 公開（公告）號: CN1384598A
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發明（設計）人: 劉文華;吳步寧;宋強;王曙兵
• 申請（專利權）人: 清華大學;中山市明陽電器有限公司
• 主分類號: H02P7/63
• 分類號: H02P7/63;H02M7/521
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種6KV異步機變頻調速裝置的三電平電壓源逆變式主電路屬于大容量、中高壓異步電動機變頻調速裝置領域。

背景技術

目前在礦山、冶金、化工、石油、建材等工業部門廣泛使用大容量、中高壓風機、水泵、壓縮機、攪拌機的異步電機系統中大多還采用恒速交流傳動，而以擋板、閥門或空放回流等法來調節，浪費掉大量電能，而且約10％的高壓廠用電動機的缺陷是由啟動時的大電流及對繞組的過大電磁力直接引起的，定子繞組接頭開焊、轉子鼠籠斷條等缺陷也都與直接啟動有關。隨著電網對機組深調峰，甚至兩班制運行要求的提高，大型風機將經常運行在低負荷區并頻繁起停，而采用變頻調速電源可有效地減小起動沖擊，延長電機壽命。

國內見諸報導的高壓變頻調速裝置均采用基于1200～1800V?IGBT(DIM800FSS門)器件的單元串聯單相橋式主電路結構，其缺點是器件數量多，信號調制復雜，整體可靠差。三電平電壓源逆變式主電路結構具有結構簡單，單個功率器件承受電壓低，等效開關頻率高、輸出諧波小等優點，而且采用高電壓、大功率、快速的集成門極換相晶閘管(IGCT)來作為主要開關器件構成三電平電壓源逆變器已成為高中壓交流變頻調速裝置的主要發展方向。國外許多跨國公司已經推出高中壓變頻調速系統初期產品，但其主電路結構與參數等核心技術對外保密，未見請于公開發表的論文及相關專利。

發明內容

本發明的目的在于提供一種6KV異步電動機變速調頻用的三電平電壓源逆變式主電路的電路結構。

本發明的特征在于，它含有：四重化輸入整流濾波電路，集成門極換相晶閘管(IGCT)串聯運行式三電平電壓源逆變電路和輸出LC濾波電路；其中，所述的四重化輸入整流濾波電路包含：原邊接電網而副邊為四組電壓相等但相隔離的三相繞組的輸入隔離變壓器，輸入端與上述變壓器輸出端相連而各整流橋的直流正負端相串接的三相二極管全橋整流電路以及整流輸出端的兩個濾波電容器；三電平電壓源逆變電路包含：各由四組IGCT開關器件和二組二極管組成的三電平電壓源逆變式橋接電路以及并接于每組開關器件和每組二極管上的均壓電路；其中，所述輸入隔離變壓器副邊每組繞組的輸出電壓相對于參考電壓的相位依次為0度、15度、30度和45度，副邊繞組的匝數比為：

A1∶a1＝3.43∶1，a1＝b1＝c1；A1∶a2＝7.26∶1，a2＝b2＝c2；

A1∶a3＝19.88∶1，a3＝b3＝c3；A1∶a4＝5.94∶1，a4＝b4＝c4；

A1∶a5＝7.26∶1，a5＝b5＝c5；A1∶a6＝19.88∶1，a6＝b6＝c6。

所述的均壓電路由電阻串聯式靜態均壓電路和阻容串聯式動態均壓電路相并聯而成。所述的四重化輸入整流濾波電路的正、負電壓輸出端分別連接到一個由兩個各自并聯著一個上述均壓電路的IGCT串聯而成的高壓電子開關，上述開關的另一端分別連接到都與上述下部兩個整流橋正端相連的兩個濾波電容器的另一端。所述的四重化輸入整流濾波電路的兩個相串接的輸出濾波電容和三電平電壓源逆變電路間的正、負母線組上串接著一個由分別串接在正、負母線組上的陽極電抗、并聯于上述陽極電抗上用陽極電阻和共同并聯著一個均壓電路的兩個反向二極管串聯組成的均壓支路以及并接在上述均壓支路中點之間且其另一端連在一起并接到上述四重化整流濾波電路下部兩個整流橋正端的兩個箝位電容三者共同構成的逆變開關器件IGCT開通電流上升速度抑制及關斷過電壓用的箝位電路。在所述的兩個正、負高壓電子開關和四重化輸入濾波整流電路的兩個輸出濾波電容間串接著一個由共模電抗和電阻并聯組成的輸入共模電壓抑制電路。所述的輸出LC濾波電路是一個每相由電抗器和電容器串聯而成的三相LC濾波電路。在所述的三電平電壓源逆變式橋接電路中，每組開關器件或每組二極管分別由兩個IGCT或兩個二極管串接而成。

使用證明：它達到了預期目的。

附圖說明

圖1：交流輸入隔離、四重化整流濾波電路原理圖。

圖2：采用IGCT串聯運行的正弦波輸出三電平電壓源式逆變電路原理圖。

圖3：均壓電路原理圖。

具體實施方式