[實用新型]變頻器主電路直流母線結構

有效

• 申請號: 200820094513.3
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN201303286Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 張濤
• 申請（專利權）人: 張濤;深圳市微能科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M5/44;H02B1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及交-直-交型變頻器主電路中的一種直流母線結構。

背景技術

隨著電力半導體技術的進步和交流電機調速技術的發展，目前在與之相關的交流變頻器所采用的電路主回路形式中，交-直-交型的整流-逆變電路已經占據主流地位，其中直流儲能器件通常采用電解電容器，具體的結構形式則多種多樣，其結構各有特點。

在各種變頻器主電路結構形式里，有一個共同的需要面對和解決的問題是：如何降低變頻器工作時電路本身及受周圍環境影響所產生的各種電流諧波和浪涌電壓對逆變及整流功率器件的影響，改善其電氣工作環境，延長工作壽命，降低變頻器的故障率。

目前常見的解決方案是：在變頻器電源輸入端及輸出端串接交流電抗器，在橋式整流電路后串接直流電抗器，并在功率器件上加裝吸收電容的方式。

發明內容

本實用新型是在上述解決方案的基礎上通過對交-直-交型變頻器的直流電路部分的直流母線結構的特殊設計，達到簡化主電路結構，易于維護和保養，實現減小主回路電感，降低主回路高次諧波和浪涌電壓，改善功率器件電氣工作環境的目的。經生產實踐檢驗也確實達到了上述目的，與用銅排或導線將整流逆變電路簡單連接方式的結構相比較，在主回路其它部分組成相同的情況下，本設計的直流母線結構使逆變功率器件(IGBT)的關斷電壓變化Δu約降低20-30V，大大改善了逆變功率器件的電氣工作環境，提高了逆變功率器件的出力能力。

具體來說，這種結構就是在設計P、N直流母線銅排時在整流電路和逆變電路間使用大面積薄銅板，其間布置儲能元件電解電容，順電解電容排列方向切出限流槽，并使得P、N直流母線銅排及電解電容連接銅排緊貼，中間墊以絕緣紙并用塑料卡子鎖緊固定，這種結構的優點是保證了直流電路的閉合回路面積最小，減少外界電磁干擾，同時P、N直流母線銅排緊貼構成平板電容，降低了電路的寄生電感，降低了du/dt，改善了整個電路主回路的電氣性能。

附圖說明

下面以額定容量為55kW/380V的變頻器為例結合附圖對本實用新型進一步說明：

圖1：本實用新型的電路原理圖(主電路部分)

圖2：本實用新型的結構件裝配圖(主電路部分)

圖3：本實用新型的P、N直流母線結構圖

其中圖2和圖3的零件序號是通用的：

1：銅排P

2：電解電容連接銅排M

3：充電二極管D7

4：銅排N

5：整流橋Thyr./Diode?Modules

6：銅排P1

7：熔斷器FUSE

8：絕緣紙

9：PCB板

10：逆變模塊IGBT

11：散熱器

12：電解電容C1，C2

另圖1中充電電阻R1以及均壓電阻R2，R3在裝配圖中省略未示出。

具體實施方式

如圖1所示，本例變頻器采用的是電壓型交-直-交型主電路，其整流部分采用半控橋(Thyr./Diode?Modules)式整流電路，逆變部分采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)式逆變電路，中間直流電路部分儲能元器件則采用2組低壓(400V)電解電容串接的方式。

整個電流回路如圖1、圖2所示：

電流正極：整流橋+(5)→銅排P1(6)→熔斷器(7)→銅排P(1)→逆變模塊+(10)

電流負極：整流橋-(5)←銅排N(4)←逆變模塊-(10)

直流儲能部分：銅排P(1)→電解電容C1(12)→電解電容連接銅排M(2)→電解電容C2(12)→銅排N(4)

本結構方案的要點在于整流電路和逆變電路之間的直流部分的銅排P、N及電解電容連接銅排M，如圖2及圖3所示：銅排P與銅排N及電解電容連接銅排M緊貼，中間用絕緣紙絕緣并用塑料卡子鎖緊固定，構成閉合空間極小的直流回路，銅排P上順電解電容排列方向切出限流槽，使之在儲能電路部分亦形成規則的閉合環路，其效應相當于無數個無感電容并聯。