[發明專利]具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器及控制方法

有效

• 申請號: 200910083321.1
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101594059A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 馬永健
• 申請（專利權）人: 北京利德華福電氣技術有限公司
• 主分類號: H02M5/16
• 分類號: H02M5/16
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張愛群

1.具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器，其特征在于：由多副邊繞組變壓器和3m+2個功率單元構成，m為正整數；所述3m+2個功率單元中包括有兩個備用功率單元；剩下3m個功率單元均分為三組，每組分別由m個功率單元串聯構成變頻器的一個相線，分別為第一、第二、第三相線；所述兩個備用功率單元的一端相互連接在一起，并與所述第一相線的一端相連；該兩個備用功率單元的另一端分別于所述第二、第三相線的一端相連；所述第一、第二、第三相線未與備用功率單元相連的一端構成變頻器的三相輸出端；

所述功率單元為一個三相輸入、單相輸出的變頻器；各個功率單元的輸入端分別與所述多副邊繞組變壓器中的一個副邊繞組相連；所述功率單元的輸出端分為正極和負極。

2.如權利要求1所述的具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器，其特征在于：在該高壓變頻器處于正常運行狀態時，所述兩個備用功率單元處于旁路狀態或輸出零矢量。

3.如權利要求1所述的具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器，其特征在于：所述多副邊繞組變壓器為單個多副邊繞組變壓器或是由多個變壓器在原邊側相互串聯或并聯構成的等效多副邊繞組變壓器。

4.一種具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器的控制方法，基于權利要求1所述高壓變頻器實現，其特征在于：

(1)在該高壓變頻器處于正常運行狀態時，兩個備用功率單元處于旁路狀態或輸出零矢量；

(2)當有一個在運行功率單元因故障而旁路退出運行時，高壓變頻器檢查該故障功率單元所處位置；如果該故障功率單元處于第一相線，則執行步驟(3)；如果該故障功率單元處于第二相線或第三相線，則執行步驟(4)；

(3)高壓變頻器控制所述兩個備用功率單元均投入運行；每個備用功率單元的輸出電壓與原應由所述故障功率單元輸出的電壓基波幅值、頻率相同，相位相同或相差180度；

(4)高壓變頻器控制與該故障功率單元所在相線相連的備用功率單元投入運行；該備用功率單元的輸出電壓與原應由所述故障功率單元輸出的電壓基波幅值、頻率相同，相位相同或相差180度。

5.如權利要求4所述的具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器的控制方法，其特征在于：所述步驟(3)中備用功率單元輸出電壓的相位與原應由所述故障功率單元輸出電壓的相位是相同或相差180度，依據下述方法控制：

(3a)如果所述第一相線與該備用功率單元的連接端為同極連接，則相位相差180度；

(3b)如果所述第一相線與該備用功率單元的連接端為異極連接，則相位相同。

6.如權利要求4所述的具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器的控制方法，其特征在于：所述步驟(4)中備用功率單元輸出電壓的相位與原應由所述故障功率單元輸出電壓的相位是相同或相差180度，依據下述方法控制：

(4a)如果所述故障功率單元所在相線與與該相線相連的備用功率單元的連接端為同極連接，則相位相差180度；

(4b)如果所述故障功率單元所在相線與與該相線相連的備用功率單元的連接端為異極連接，則相位相同。

7.一種具有雙備用功率單元的N+1冗余高壓變頻器的控制方法，基于權利要求1所述高壓變頻器實現，其特征在于：

(21)在該高壓變頻器處于正常運行狀態時，兩個備用功率單元處于旁路狀態或輸出零矢量；

(22)當有一個在運行功率單元因故障而旁路退出運行時，高壓變頻器檢查該故障功率單元所處位置；如果該故障功率單元處于第一相線，則執行步驟(23)；如果該故障功率單元處于第二相線或第三相線，則執行步驟(24)；

(23)高壓變頻器控制所述兩個備用功率單元投入運行；每個備用功率單元的輸出電壓與原應由所述故障功率單元輸出的電壓值相同或相反；

(24)高壓變頻器控制與該故障功率單元所在相線相連的備用功率單元投入運行；該備用功率單元的輸出電壓與原應由所述故障功率單元輸出的電壓值相同或相反。