[發(fā)明專利]一種無(wú)諧波高壓變頻器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510937631.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN106887956A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李焦明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京科技職業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): H02M5/458
• 分類號(hào): H02M5/458
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種高壓變頻器。

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)的高壓變頻器諧波污染大，諧波不僅消耗無(wú)功，增加線損，影響繼電保護(hù)可靠運(yùn)行，使電機(jī)產(chǎn)生附加力矩及損耗，對(duì)弱電系統(tǒng)進(jìn)行干擾，而且還會(huì)使電網(wǎng)電壓發(fā)生嚴(yán)重畸變，甚至發(fā)生電力系統(tǒng)安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無(wú)諧波高壓變頻器。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種無(wú)諧波高壓變頻器，包括隔離變壓器和變頻器。

所述無(wú)諧波高壓變頻器高壓變頻器，它是每相由多個(gè)低壓變頻功率單元相互串聯(lián)，通過(guò)疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓輸出。給功率單元供電的二次繞組互相存在一個(gè)相位差，以實(shí)現(xiàn)輸入電壓多重化。

所述功率單元為一三相輸入單相輸出的PWM型變頻器。由二極管組成三相橋式整流電路，整流后由4只低壓IGBT逆變成單相交流輸出。

這種變頻器輸出電壓跳變臺(tái)階為單元的直流母線電壓，電壓變化率很小，同時(shí)由于采用移相式PWM，電機(jī)電壓的等效開關(guān)頻率大大提高，且輸出電平數(shù)增加。這種變頻器對(duì)電機(jī)無(wú)特殊要求，可直接用于任何普通高壓電機(jī)，且不必降低額定容量使用，對(duì)輸出電纜長(zhǎng)度也沒(méi)有特殊限制。

有益效果：本發(fā)明所述無(wú)諧波高壓變頻器，與普通高壓變頻器相比，諧波污染小，可靠性高，損耗小，性能好，使用方便。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。

圖1是本發(fā)明實(shí)施電路圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種無(wú)諧波高壓變頻器。

這種高壓變頻器，它是每相由多個(gè)低壓變頻功率單元相互串聯(lián)，通過(guò)疊加來(lái)實(shí)現(xiàn) 高壓輸出。給功率單元供電的二次繞組互相存在一個(gè)相位差，以實(shí)現(xiàn)輸入電壓多重化。6千伏無(wú)諧波高壓變頻器為例，每相由6個(gè)功率單元串聯(lián)，三相共有18個(gè)功率單元，分別由輸入隔離變壓器的18個(gè)二次繞組供電，18個(gè)二次繞組分成6組，每組之間存在10°相位差，形成相當(dāng)于36脈沖整流。由于輸入是36脈沖，所以理論上35次以下的諧波都可以抵消，能夠在各種速度范圍內(nèi)獲得比較滿意的正弦波電壓和正弦波電流，電壓總畸變率只有1.2％，電流總畸變率僅為0.8％，不必采用輸入濾波器，就能滿足IEEE519-1992的嚴(yán)格要求。

功率單元為一三相輸入單相輸出的PWM型變頻器。由二級(jí)管組成三相橋式整流電路，整流后由4只低壓IGBT逆變成單相交流輸出。由于使用常規(guī)的低壓IGBT，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟可靠。這種高壓變頻器，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，所用功率單元完全相同，可以互換，每個(gè)功率單元與系統(tǒng)的聯(lián)系僅為3個(gè)交流輸入端子、2個(gè)交流輸出端子和一個(gè)光纖插頭，單元維修更換十分方便。不僅如此，由于采用功率單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)快速功率單元旁路技術(shù)和功率單元冗余設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的可靠性大大提高。無(wú)諧波高壓變頻器能自動(dòng)在250ms內(nèi)旁路掉發(fā)生故障的功率單元，使變頻器系統(tǒng)正常運(yùn)行。另一個(gè)增強(qiáng)完美無(wú)諧波高壓變頻器可靠性特點(diǎn)的是其控制方式。工藝容差保護(hù)策略是全新工藝控制系統(tǒng)。在發(fā)生故障時(shí)，該策略提供分級(jí)系統(tǒng)警告，而非變頻器跳閘并自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。該控制方式允許在一定的時(shí)間內(nèi)判斷情況，并作出相應(yīng)的響應(yīng)，避免系統(tǒng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大限度的不間斷運(yùn)行。此外，這種變頻器系統(tǒng)可承受-30％電源電壓下降，降載運(yùn)行而不跳閘、防止失速，超負(fù)載時(shí)自動(dòng)降載運(yùn)行、瞬停再起功能、過(guò)電流、短路、接地、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、過(guò)熱、缺相、高壓柜門連鎖保護(hù)、冷卻系統(tǒng)故障保護(hù)、控制電源故障保護(hù)等多種控制和保護(hù)功能，大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

傳統(tǒng)的變頻器擁有5個(gè)獨(dú)立部件，即輸入濾波器、功率因數(shù)補(bǔ)償、隔離變壓器、逆變裝置和輸出濾波器。而完美無(wú)諧波高壓變頻器的主要部分僅需隔離變壓器和變頻器，無(wú)需功率因數(shù)補(bǔ)償裝置、諧波濾波器等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)由于諧波分量很小，由諧波引起電源變壓器到電機(jī)的損耗大為減少，再加上IGBT驅(qū)動(dòng)功率很小，峰值功率為5瓦左右，平均功率不到1瓦，開關(guān)頻率較低，且不必采用均壓電路和吸收電路，使變頻部分效率高98.5％，包括輸入隔離變壓器在內(nèi)的整個(gè)變頻系統(tǒng)的效率高達(dá)97％。