[發明專利]一種制動單元及電力變換設備

有效

• 申請號: 201110316763.3
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102437722A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳建安
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/00;H02P27/04
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 彭愿潔;李文紅

技術領域

本發明涉及電子電力領域，具體涉及一種制動單元及電力變換設備。

背景技術

目前，電力變換設備(如變頻器、列車牽引逆變器等)已廣泛應用于電機控制領域。電機在某一些應用場景中(如減速、下放重物等)會將機械能轉化為電能，此時將導致電力變換設備的母線電壓升高，若不采取措施，將會導致電力變換設備過壓故障。為了防止電力變換設備過壓故障，通常會給電力變換設備額外配置制動單元，該制動單元中的制動電阻可以消耗掉多余的能量，從而保證電力變換設備的安全運行。

常見的制動單元的電路圖如圖1所示，該制動單元主要由電容C1、二極管D1、開關管Q1、B1電路網絡、B2電路網絡以及制動電阻R組成；其中，DC+表示電力變換設備的母線電壓的高電位，DC-表示電力變換設備的母線電壓的低電位，即電力變換設備的母線電壓直接加載在電容C1兩端；制動電阻R一端通過B1電路網絡電連接D1負極，另一端通過B2電路網絡電連接D1正極；開關管Q1基極用于接收驅動脈沖P。在Q1導通時，制動電阻R即可消耗掉母線電壓升高所產生的多余能量。

實踐中發現，圖1所示的制動單元通常應用于低于或等于690V電壓的電力變換設備，而對于1140V、2300V、3300V等中壓電力變換設備則要求開關管Q1的耐壓很高(如3300V)，而耐壓很高的開關管的成本是很昂貴的，從而增加整體系統的成本。

發明內容

本發明提供了一種制動單元及電力變換設備，該制動單元可應用于1140V、2300V、3300V等中壓電力變換設備，而且整體系統的成本低。

一種制動單元，包括：

第一電容C1(11)、第二電容C2(12)、第一開關管Q1(13)、第二開關管Q2(14)、第一鉗位二極管D1(15)、第二鉗位二極管D2(16)以及制動電阻R(17)；

其中，C1(11)和C2(12)的電容量相同；C1(11)一端用于與電力變換設備的母線電壓高電位端電連接，C2(12)一端用于與電力變換設備的母線電壓低電位端電連接，C1(11)另一端與C2(12)另一端電連接；

其中，Q1(13)控制腳與開關管驅動脈沖輸出端電連接，Q1(13)集電極與所述電力變換設備的母線電壓高電位端電連接，Q1(13)發射極與D1(15)負極電連接，D1(15)正極與D2(16)負極電連接；D2(16)正極與Q2(14)集電極電連接，Q2(14)發射極與所述電力變換設備的母線電壓低電位端電連接，Q2(14)控制腳與開關管驅動脈沖輸出端電連接；R(17)一端電連接Q1(13)發射極，另一端電連接Q2(14)集電極；C1(11)和C2(12)電連接中點與D1和D2的電連接中點電連接。

相應地，一種電力變換設備，包括上述的制動單元；其中，電力變換設備的母線電壓高電位端電連接所述制動單元中的所述C1(11)一端，所述電力變換設備的母線電壓低電位端電連接所述制動單元中的所述C2(12)一端。

另一種制動單元，包括：

第一電容C1(11)、第二電容C2(12)、第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊1(22)、第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊2(23)以及制動電阻R(17)；

所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊1(22)包括第一開關管Q1(221)、第二開關管Q2(222)、第一續流二極管D(223)以及第二續流二極管D(224)；

所述第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊2(23)包括第三開關管Q3(231)、第四開關管Q4(232)、第三續流二極管D(233)以及第四續流二極管D(234)；

其中，C1(11)和C2(12)的電容量相同；C1(11)一端用于與電力變換設備的母線電壓高電位端電連接，C2(12)一端用于與電力變換設備的母線電壓低電位端電連接，C1(11)另一端與C2(12)另一端電連接；

其中，Q1(221)控制腳與開關管驅動脈沖輸出端電連接，Q1(221)集電極與所述電力變換設備的母線電壓高電位端電連接，Q1(221)發射極與D(223)正極電連接，D(223)負極與Q1(221)集電極連接；Q1(221)發射極與Q2(222)集電極電連接，Q2(222)發射極與D(224)正極電連接，D(224)負極與Q2(222)的集電極電連接；