[發明專利]開關切換型單元冗余高壓變頻器及其控制方法

有效

• 申請號: 200910083322.6
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101594060A
• 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.開關切換型單元冗余高壓變頻器，其特征在于：由多副邊繞組變壓器、3m+1個功率單元和兩個開關組構成；所述3m+1個功率單元中包括有一個備用功率單元；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；所述兩個開關組分別為第一開關組和第二開關組；

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別為正極和負極；

所述備用功率單元具有兩個輸出端，所述備用功率單元的一個輸出端與第二相線相連；該備用功率單元與第二相線相連的一端為第一接點，未與第二相線相連的一端為第二接點；所述備用功率單元的兩個輸出端均與所述的第一、第二開關組相連；所述第一、第三相線的一端分別與所述第一、第二開關組相連，并在該兩個開關組的控制下選擇與所述備用功率單元的第一接點或第二接點相連通；所述第一、第二、第三相線未與備用功率單元或開關組相連的另一端構成變頻器的三相輸出端。

2.如權利要求1所述的開關切換型單元冗余高壓變頻器，其特征在于：在該高壓變頻器處于正常運行狀態下，所述備用功率單元處于旁路狀態或者輸出零矢量，或者所述兩個開關組將第一、第三相線與之相連的一端同時與備用功率單元的第一接點相連通。

3.如權利要求1所述的開關切換型單元冗余高壓變頻器，其特征在于：所述第一、第二開關組分別由兩個切換開關組成；所述第一開關組的兩個切換開關一端與所述第一相線的一端相連，另一端分別與所述備用功率單元的第一接點和第二接點相連；所述第二開關組的兩個切換開關一端與所述第三相線的一端相連，另一端分別與所述備用功率單元的第一接點和第二接點相連。

4.如權利要求1所述的開關切換型單元冗余高壓變頻器，其特征在于：所述兩個開關組分別為一個單刀雙擲開關；所述第一開關組的單刀雙擲開關的動觸點與所述第一相線的一端相連，兩個靜觸點分別與所述備用功率單元的第一接點和第二接點相連；所述第二開關組的單刀雙擲開關的動觸點與所述第三相線的一端相連，兩個靜觸點分別與所述備用功率單元的第一接點和第二接點相連。

5.如權利要求1所述的開關切換型單元冗余高壓變頻器，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多個原邊串聯或并聯的變壓器構成的變壓器組。

6.如權利要求1、3或4所述的開關切換型單元冗余高壓變頻器，其特征在于：所述開關組為機械式開關或者電力電子器件。

7.一種開關切換型單元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，第一、第二開關組同時與該備用功率單元的第一接點相連通，或者備用功率單元處于旁路狀態或輸出零矢量，并且第一、第二開關組與備用功率單元的第一接點或第二接點相連通或同時與兩個接點相連通；

(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，則執行步驟(4)；如果該故障功率單元處于第三相線，則執行步驟(5)；

(3)高壓變頻器控制第一開關組與備用功率單元的第二接點相連通，與備用功率單元的第一接點不連通，控制第二開關組與備用功率單元的第一接點相連通，與備用功率單元的第二接點不連通；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的幅值、頻率相同，相位相同或相差180度；

(4)高壓變頻器控制第一開關組與備用功率單元的第二接點相連通，與備用功率單元的第一接點不連通，控制第二開關組與備用功率單元的第二接點相連通，與備用功率單元的第一接點不連通；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的幅值、頻率相同，相位相同或相差180度；

(5)高壓變頻器控制第一開關組與備用功率單元的第一接點相連通，與備用功率單元的第二接點不連通，控制第二開關組與備用功率單元的第二接點相連通，與備用功率單元的第一接點不連通；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的幅值、頻率相同，相位相同或相差180度。?