[實(shí)用新型]單元級聯(lián)型高壓變頻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521086329.0
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN205265521U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹公正
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州匯川技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M5/00
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及變頻器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種單元級聯(lián)型高壓變頻 器。

背景技術(shù)

變頻器是通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制 設(shè)備。變頻器主要通過整流、逆變等過程來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，進(jìn)而 達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。目前市場上使用的中/高壓變頻器產(chǎn)品的類型主要 有兩電平電流源型高壓變頻器，三電平電壓源型變頻器以及功率單元級聯(lián)型變 頻器。其中，功率單元級聯(lián)型變頻器因其完美的無諧波輸出和節(jié)能的特性，被 廣泛地應(yīng)用到了很多工業(yè)領(lǐng)域中。

功率單元級聯(lián)型變頻器的可靠性在很大程度上取決于功率單元的可靠性。 功率單元各器件出現(xiàn)問題時，都有可能造成功率單元無法正常工作。例如，功 率單元中的IGBT器件頻繁地執(zhí)行導(dǎo)通和截止操作，在開通和關(guān)閉的時候都會 有一定的功率損耗，這些損耗的功率轉(zhuǎn)化而成的熱量將會使得功率單元的溫度 上升，在功率單元長時間運(yùn)行在散熱狀況不好的環(huán)境中時(例如，整機(jī)換風(fēng)通 道出現(xiàn)問題，外部空氣環(huán)境溫度過高等因素均可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn))，往往 可能造成元器件損壞。此外，IGBT器件的開通電壓大于一定的值時也會損壞 IGBT器件自身。或者，某些情況下的電壓/電流的突變也有可能造成功率單元 中元器件的損壞。

功率單元是高壓變頻器的基本單位，任何一個功率單元故障，將會導(dǎo)致高 壓變頻器輸出電壓及輸出功率的不均衡，并且達(dá)不到電機(jī)所需要的額定電壓， 甚至更有可能使高壓變頻器負(fù)載加重，導(dǎo)致相鄰功率單元的損壞，導(dǎo)致出現(xiàn)高 壓變頻器整體故障。目前為提高高壓變頻器整機(jī)的可靠性，在檢測到某個功率 單元發(fā)生故障時，直接將該功率單元旁路，使其與變頻器主電路相分離。

如圖1所示，在進(jìn)行旁路操作時，主控系統(tǒng)的控制板10經(jīng)由功率單元20的 單元控制板21與單元旁路板22進(jìn)行通信，以將旁路指令下發(fā)到單元旁路板22， 單元旁路板22驅(qū)動旁路執(zhí)行元件23完成旁路動作。但在該方案中，如果單元控 制板21出現(xiàn)故障，則旁路指令下發(fā)的通道就被中斷，旁路指令無法到達(dá)單元旁 路板22，則旁路動作無法完成。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對上述高壓變頻器中因單元控制板 故障而造成無法旁路功率單元的問題，提供一種新的單元級聯(lián)型高壓變頻器。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種單元級聯(lián)型高壓變 頻器，包括主控系統(tǒng)控制板和多個功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、 單元旁路板和旁路執(zhí)行元件；所述主控制系統(tǒng)控制板包括多個第一光纖收發(fā) 器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發(fā)器，且每一所述第一光纖收 發(fā)器和一個第二光纖收發(fā)器通過光纖連接；所述主控系統(tǒng)控制板還包括多個第 三光纖收發(fā)器；每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收 發(fā)器、光電轉(zhuǎn)換電路及狀態(tài)檢測電路，且所述旁路執(zhí)行元件連接到光電轉(zhuǎn)換電 路；所述第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器通過光纖連接。

在本實(shí)用新型所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，所述高壓變頻器還包括移 相變壓器，所述旁路執(zhí)行元件包括旁路接觸器及驅(qū)動電路，且所述旁路接觸器 的輸出端將功率單元連接到移相變壓器的輸出端。

在本實(shí)用新型所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，所述第三光纖收發(fā)器和第 四光纖收發(fā)器通過兩根獨(dú)立的光纖連接。

在本實(shí)用新型所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，連接第一光纖收發(fā)器和第 二光纖收發(fā)器的光纖與連接第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器的光纖位于同 一套管內(nèi)。

本實(shí)用新型的單元級聯(lián)型高壓變頻器具有以下技術(shù)效果：通過分別在主控 系統(tǒng)控制板和功率單元上增加光纖收發(fā)器，主控系統(tǒng)控制板可直接將旁路指令 發(fā)送到功率單元的單元旁路板并直接從單元旁路板獲取狀態(tài)信息，即使功率單 元的單元控制板故障也不影響旁路操作，保證了整個系統(tǒng)的安全。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有高壓變頻器中的旁路信號傳輸?shù)氖疽鈭D。

圖2是本實(shí)用新型的單元級聯(lián)型高壓變頻器中旁路通訊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。