[發明專利]高壓變頻控制系統

無效

• 申請號: 201210354088.8
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102843094A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 丁森浩;王喜樂;李業;徐永躍;戴娣;王潤北
• 申請（專利權）人: 鄭州賽金電氣有限公司
• 主分類號: H02P27/04
• 分類號: H02P27/04;H02M5/10;H02M5/458
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種高壓變頻控制系統。

背景技術

現有的變頻控制系統通常主要由變壓器、二極管不控整流電路、可控的三相逆變電路構成，在逆變環節通過PWM方式控制功率管，如IGBT的觸發，產生幅值和頻率都可調的三相交流電壓，提供給電機。

如果直接將上述方案應用于高壓變頻系統，逆變電路需要功率管有很高的額定電壓，成本高。而且，上述方案的電路產生的高次諧波對電網污染大。

發明內容

本發明的目的是提供一種高壓變頻控制系統，用以解決現有技術的變頻控制系統成本高、網側諧波性能差的問題。

為實現上述目的，本發明的方案是：一種高壓變頻控制系統，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側用于連接電網，二次側包括至少兩組、每組A相、B相、C相三個二次線圈，每組的三個二次線圈的接法相同；每個二次線圈均連接一個不控整流-可控逆變的功率單元，每個功率單元有兩個輸出端子，輸出端子輸出與其連接的二次線圈對應相序的單相交流電壓；對應A相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統的A相輸出，對應B相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統的B相輸出，對應C相的功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統的C相輸出；所述A相輸出、B相輸出、C相輸出組成星形連接方式，用于供電連接高壓電機；所述高壓變頻控制系統還包括控制所述功率單元的控制器。

所述功率單元的可控逆變部分的功率管為IGBT模塊。

所述移相變壓器的一次側設有輸入電壓電流互感器，高壓電機的電源輸入端設有輸出電壓電流互感器，高壓電機上設有測量轉速的編碼器，所述輸入電壓電流互感器、輸出電壓電流互感器、編碼器的輸出信號連接所述控制器。本發明采用多級移相整流的方式，每相電壓都由多個功率電壓串聯產生。從而使每個功率單元的功率管承受電壓成倍降低，大大減少了成本，提高了整個系統的可靠性。多電平PWM控制方式，提供正弦波電流輸出，共模電壓和dV/dt小，對電機、電纜無特殊要求，老設備變頻改造，無須更換電機。采用多級整流，輸入變壓器二次線圈多重化，降低了高次諧波電流對電網的污染。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理圖；?

圖2是本發明的功率單元電路原理圖；

圖3是高頻變壓器電氣接線圖；

圖4是多電平疊加示意圖。

圖5、圖6分別是本發明的兩種處理功率單元損壞的方法示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1所示的一種高壓變頻控制系統，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側用于連接電網（3kV/6kV/10kV/），二次側包括5組共15個二次線圈，兩組二次線圈均分為A相、B相、C相三種，每組三個二次線圈的接法相同。對應A相的二次線圈連接功率單元A1、A2、A3、A4、A5，對應B相的二次線圈連接功率單元B1、B2、B3、B4、B5，對應C相的二次線圈連接功率單元C1、C2、C3、C4、C5。如圖2所示，15個功率單元結構相同，均為不控整流-可控逆變的功率單元，功率單元的可控逆變部分的功率管為IGBT模塊，每個功率單元均有兩個交流輸出端。對應A相的功率單元A1、A2、A3、A4、A5的輸出端首尾相接形成高壓變頻控制系統的A相輸出，對應B相的功率單元B1、B2、B3、B4、B5的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統的B相輸出，對應C相的功率單元C1、C2、C3、C4、C5的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統的C相輸出。A相輸出、B相輸出、C相輸出組成星形連接方式，如圖4所示，用于供電連接高壓電機。

高壓變頻控制系統還包括控制功率單元的控制器，即圖1中所示主控板，主控板通過光纖連接光收發板，通過光收發板1控制觸發第一組功率單元A1、B1、C1的IGBT模塊，通過光收發板2控制觸發第二組功率單元A2、B2、C2的IGBT模塊，通過光收發板3控制觸發第一組功率單元A3、B3、C3的IGBT模塊，通過光收發板4控制觸發第一組功率單元A4、B4、C4的IGBT模塊，通過光收發板5控制觸發第一組功率單元A5、B5、C5的IGBT模塊。圖1的移相變壓器二次側的圖形標識表示移相角度，如三角形為移相60°。