[實用新型]一種功率單元

有效

• 申請號: 201220251121.X
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN202617011U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 陳佳寶;毛肖日;黃小光;蘇位峰;衛三民;茍銳鋒;李俠;劉建強
• 申請（專利權）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H02M1/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

技術領域

本實用新型涉及一種高壓變頻器的主要組成部件，確切地說，涉及一種濾除電壓紋波的功率單元，屬于電力電子設備領域。

背景技術

變頻器是利用半導體功率器件的開通和關斷作用將工頻電源變換成頻率可調的電能變換裝置，該裝置先把交流電源的電能變換為直流電，再把直流電變換為頻率可變的交流電來驅動負載。隨著微電子和電力電子技術的飛速發展，高壓變頻器在眾多領域發揮著越來越重要的作用。

電壓型變頻器在直流環節采用并聯電容對整流電路的輸出進行濾波，理論上電容的容值越大，直流環節的電壓紋波越小，容值越大，意味著電容的數量就多。另一方面，經過整流橋整流后的直流電壓，含有頻率為電源頻率6倍的電壓紋波。此外，變頻器逆變電路由于輸出頻率、載波頻率在工作過程中不斷變化的原因也會產生紋波電壓，這些紋波電壓會給系統造成很大的負面影響，從而也影響直流電壓的質量。如圖1所述，為傳統技術方案的功率單元電路結構圖。由圖中可知，傳統的功率單元電路結構包括：整流橋電路、濾波電路、逆變電路組成，其中濾波電路由多個電容組成，變頻器容量越大，配置的電容容值越高，電容的數量或體積上都相應增加，從而造成功率單元的體積較大，成本高。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種功率單元，以解決上述由于電容容值高，導致電容數量或體積增加的問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種功率單元，包括：并聯的整流橋電路、濾波電路和逆變電路，其特征在于，所述濾波電路包括濾除電流中電壓紋波的LC串聯諧振電路。

所述功率單元為級聯電壓源型高壓變頻器功率單元。

所述整流橋電路為三相全橋不可控或三相全橋可控整流電路。

所述三相全橋不可控整流電路由6個不可控二極管組成；

所述三相全橋可控整流電路由6個可控硅、6個IGBT或6個IGCT組成。

所述整流電路與所述濾波電路之間還包括兩個并聯的無感電容組成的第一高頻吸收電路。

所述濾波電路還包括與所述LC串聯諧振電路并聯的兩個濾波電容。

所述逆變電路包括：兩只雙管IGBT以及與其并聯的兩個無感電容組成的第二高頻吸收電路。

相對于現有技術，本實用新型具有以下優點：本實用新型采用LC串聯諧振電路作為濾波電路的功率單元，可有效減少其內部電容的容值，從而降低電容的數量和功率單元的體積。

附圖說明

圖1為傳統的功率單元電路結構圖；

圖2為本實施例的電路結構圖。

具體實施方式

為清楚說明本實用新型中的技術方案，下面給出優選的實施例并結合附圖詳細說明。

參見圖2，A、B、C為電源的輸入三相，01、02為單個單元的PWM輸出，本實用新型一種功率單元包括：

三個整流橋電路D1、D2、D3、濾波電路、逆變電路，其特征在于，所述濾波電路為濾除電流中電壓紋波的LC串聯諧振電路。

本實用新型一種功率單元為級聯電壓源型高壓變頻器功率單元。

優選地，整流橋電路包括：6個不可控二極管組成的三相全橋不可控整流電路。

優選地，所述整流橋電路的另一種實現方式包括：6個可控硅、6個IGBT或6個IGCT組成的三相全橋可控整流電路。

優選地，所述整流電路與所述濾波電路之間還包括兩個并聯的無感電容CW3、CW4組成的第一高頻吸收電路，其作用是吸收電壓尖峰。

優選地，所述濾波電路還包括與所述LC串聯諧振電路（電感LS和電容C3串聯組成）并聯的兩個濾波電容C1、C2。

優選地，所述逆變電路包括：兩只雙管IGBT（S1、S2）以及與其并聯的兩個無感電容CW1、CW2組成的第二高頻吸收電路。

采用實施例中的LC串聯諧振電路作為濾波電路的功率單元，可有效減少其內部電容的容值，從而降低電容的數量和功率單元的體積。

例如：

以單相不可控（或可控）整流單元，容量2MVA，輸入電壓1150V，電流1800A為例。

根據使用電容容值電氣常規原則，濾除單相不可控（或可控）整流的100Hz（電源頻率為50Hz）的紋波電壓，其每安培電流需要配備90-180μF電容，且紋波電壓在10%以內，則需要162000μF-324000μF，若使用10000μF/400V電解電容，數量約為405-810個，需要配備的容值太大，數量太多。