[實用新型]一種無電抗器的四象限級聯式高壓變頻裝置

有效

• 申請號: 201420020351.4
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN203674987U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 尹彭飛;張丙建;張元吉;宋遠海
• 申請（專利權）人: 山東新風光電子科技發展有限公司
• 主分類號: H02M5/16
• 分類號: H02M5/16;H02M5/297
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種變頻器，具體涉及一種級聯式高壓變頻器。

背景技術

目前，普通級聯式高壓變頻裝置由隔離移相變壓器、多個功率模塊組成，主要用于風機水泵類負載，不需要四象限運行，就是不具有能量雙向流動的特點，功率模塊中輸入的整流一般采用不控整流形式。

目前級聯式的高壓變頻能進行能量雙向流動的是采用輸入為三相PWM可控整流，每個功率模塊中的整流形式從普通的二極管不控整流換為由電子開關管進行的PWM可控整流，同時一般的每個功率模塊的輸入端需要一個三相的濾波電抗，目前也有一種功率模塊中的整流采用電子開關進行PWM可靠整流，每個功率模塊的輸入無三相濾波電抗，用前級隔離變壓器的內阻抗代替，節省了三相濾波電抗。因此，在每個功率模塊設計有濾波電抗時，機械結構設計比較麻煩，因為有電抗的存在，使得結構設計困難，且結構體積大，整個功率模塊重量大，制作、使用、搬運不方便，且成本較高，在無濾波電抗時，任然存在輸入連線多，控制復雜等問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供了一種無電抗器的四象限級聯式高壓變頻裝置。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

包括變壓器，變壓器的一次側為三相繞組，二次側為單相繞組，且每相具有相同數量的繞組；與變壓器二次側每個繞組連接的功率模塊單元，連接同相繞組的每個功率模塊單元的輸出端依次級聯，每相率模塊單元組形成兩個輸出端，三相功率模塊單元組的輸出端采用Y形連接；每個功率模塊單元由2個可控H橋電路組成。

優選的，功率模塊單元中，第一H橋電路的第一橋臂與第二橋臂的連接節點為第一輸入端，第三橋臂與第四橋臂的連接節點為第二輸入端，第二H橋電路的第一橋臂與第二橋臂的連接節點為第一輸出端，第三橋臂與第四橋臂的連接節點為分別為第二輸出端。

優選的，還包括與2個可控H橋電路并聯的電容。

與現有技術相比本發明具有以下明顯的優點：

（1）本發明通過采用兩個可控H橋電路組成功率模塊單元，H橋在控制信號的作用下，可實現整流、變頻功能，保證了能量在電網與負載之間的雙向流動；

（2）通過多個功率模塊單元的級聯形式有效地保證了整個變頻裝置的耐高壓性能；

（3）變壓器的二次側繞組采用多個單相繞組，既避免了以往二次側繞組采用多個三相繞組給變壓器制作和與功率模塊之間連線帶來的弊端，也大大減少變壓器與功率模塊之間的連線，使得整個高壓變頻裝置的結構更加簡單、制作成本低、體積小、重量強，便于運輸、安裝和維護。

附圖說明

圖1為本發明的電路原理圖；

圖2為本發明的功率模塊單元的電路圖。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述：

如圖1所示，高壓變頻裝置包括1個隔離變壓器、3N個電路結構相同的功率模塊單元。變壓器的一次側為三相繞組，用于與高壓電網相連接，二次側為3N個單相繞組；3N個功率模塊單元形成了整個變換裝置，每一相功率模塊單元由N個功率模塊形成。

對于輸出端為A11、A12～AN1、AN2的單相輸出繞組來說，A1～AN共N個功率模塊單元依次級聯形成了一相功率模塊單元，接于輸出端為A11、A12～AN1、AN2的單相繞組上。所示功率模塊單元的第一輸入端UI11直接連到單相繞組的A11端，第二輸入端UI12直接連到單相繞組的A12端，其他單元的輸入端連接類似，N個功率單元的輸出端依次進行串聯作為輸出，?U相的N個功率模塊單元A1、功率模塊單元A2至功率模塊單元AN的輸入依次串聯，就是UO12連UO21、UO22連UO31、……、UO（N-1）2連UON1，然后UON2連接到另外一相VON2的輸出，A1單元的輸出端UO11作為整相的輸出UO；V相的N個功率模塊單元B1、功率模塊單元B2至功率模塊單元BN的輸入依次串聯，就是VO12連VO21、VO22連VO31、……、VO（N-1）2連VON1，然后VON2連接到另外一相WON2的輸出，B1單元的輸出端VO11作為整相的輸出VO；W相的N個功率模塊單元C1、功率模塊單元C2至功率模塊單元CN的輸入依次串聯，就是WO12連WO21、WO22連WO31、……、WO（N-1）2連WON1，C1單元的輸出端WO11作為整相的輸出WO；。

三相功率模塊單元的輸出端UON2、VON2、WON2連接在一起，就形成了三相Y形連接，實現對負載的供電。

每個功率模塊單元由兩個單相全波雙向可控H橋電路組成，如圖2所示，可控功率半導體器件K1、K2、K3、K4形成了第一個單相全波雙向可控H橋電路，可控功率半導體器件K5、K6、K7、K8形成了第二個單相全波雙向可控H橋電路；這兩個可控H橋電路按照正極與正極、負極與負極的形式相連接。這樣，第一個H橋電路中功率半導體器件K1、k2之間的節點形成了第一輸入端VI11、功率半導體器件K3、k4之間的節點形成了第二輸入端VI12，第二個H橋電路中功率半導體器件K5、k6之間的節點形成了第一輸出端VO11、功率半導體器件K7、k8之間的節點形成了第二輸出端VO12。由于采用了兩個單相全波雙向可控H橋電路，使得能量在電網與負載之間可進行雙向流動。還設置有與兩H橋電路相并聯的濾波電容。