[發明專利]一種具有多組逆變器輸出的中高壓變頻器

在審

• 申請號: 201810004410.1
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN107979293A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 鄭孝平
• 申請（專利權）人: 洛陽源創電氣有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5387;H02P27/06
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所(普通合伙)41118
• 代理人: 盧洪方

技術領域

本發明屬于高壓變頻器控制技術，提出一種具有多組逆變器輸出的中高壓變頻器。

背景技術

一些機械設備通常由兩臺或多臺中高壓電動機同時驅動，或者一臺中高壓電動機具有多套定子繞組。例如，重型軋機、大中型礦井提升機包括鑿井提升機、大中型高爐爐料卷揚機、升船機、大中型通風機、大中型帶式輸送機、輥壓機，等等。傳統的中高壓變頻器只有一組逆變器輸出。如果要同時驅動兩臺及以上或具有多套定子繞組的中高壓電動機，傳統的做法之一（“一拖多”），將電動機的多套定子繞組并接在一起，由一臺中高壓變頻器驅動，這主要存在以下缺點：1）多臺電動機或多套定子繞組的力矩（電流）不一定平衡；2）驅動繞性聯接的機械設備如帶式輸送機，各電動機間的速度不完全一致；不但影響機械設備的靜、動態性能和效率，而且相互別勁可能導致電動機或機械設備疲勞程度加劇從而縮短壽命，徒增運維費用。傳統的做法之二（“一拖一”），一臺中高壓變頻器驅動一臺電動機或一套定子繞組，變頻器的數量等于電動機臺數或定子繞組的套數；雖然采用主從控制等措施，解決了力矩（電流）平衡和速度一致問題，但是成本提高以及設備的總體體積增大，包括設備及其基建在內的投資費用高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提出一種具有多組逆變器輸出的中高壓變頻器。

本發明采取以下技術方案完成其發明目的：

一種具有多組逆變器輸出的中高壓變頻器，所述的中高壓變頻器具有整流變壓器；所述整流變壓器的副邊繞組為A、B、C三相；每相副邊繞組具有至少串接有一個變頻功率單元；每個所述的變頻功率單元具有連接在副邊繞組的輸出端整流部分；所述整流部分的輸出端通過疊層母排連接有多個H型單相逆變橋；多個H型單相逆變橋與所對應的整流部分形成單輸入多H橋逆變輸出的變頻功率單元；多個H型單相逆變橋與多臺或具有多套定子繞組的電動機一一對應；每個所述H型單相逆變橋的輸出端均為兩個：U輸出端和V輸出端；A相第一變頻功率單元中的多個H型單相逆變橋的U輸出端與B相第一變頻功率單元中的多個H型單相逆變橋的U輸出端以及C相第一變頻功率單元中的多個H型單相逆變橋的U輸出端連接為一體形成多組逆變器的中性點Q；

A相中第一個變頻功率單元中多個H型單相逆變橋的V輸出端與A相其它變頻功率單元中多個H型單相逆變橋相同序號的U輸出端通過母排依序串接；A相最后一個變頻功率單元多個V輸出端分別構成多個A相輸出；

B相中第一個變頻功率單元中多個H型單相逆變橋的V輸出端與B相其它變頻功率單元中多個H型單相逆變橋相同序號的U輸出端通過母排依序串接；B相最后一個變頻功率單元多個V輸出端分別構成多個B相輸出；

C相中第一個變頻功率單元中多個H型單相逆變橋的V輸出端與C相其它變頻功率單元中多個H型單相逆變橋相同序號的U輸出端通過母排依序串接；C相最后一個變頻功率單元多個V輸出端分別構成多個C相輸出；

多個所述的A相輸出、B相輸出、C相輸出與相對應的多個電動機定子繞組相接，形成同時對多臺或具有多套定子繞組的電動機進行變頻驅動的結構。

所述的整流部分為連接在整流變壓器副邊繞組輸出端的二極管三相整流橋，整流部分為二極管三相整流橋的變頻器為兩象限中高壓變頻器。

所述的整流部分為連接在整流變壓器副邊繞組輸出端的IGBT三相整流橋，整流部分為IGBT三相整流橋的變頻器為四象限中高壓變頻器。

所述四象限中高壓變頻器的整流變壓器副邊繞組的相位差為0°。

所述的IGBT三相整流橋與整流變壓器副邊繞組的輸出端之間設置有RCL濾波單元，所述的RCL濾波單元與整流變壓器副邊繞組所固有的電感或電抗組成具有電阻R進行限流的LCL濾波器；所述RCL濾波單元中電容C的接法為三角形接法或星型接法。

本發明提出的一種具有多組逆變器輸出的中壓或高壓變頻器，采用上述技術方案，實現了同時控制同一機械設備中多臺或具有多套定子繞組的中高壓電動機，滿足兩臺及以上或者具有多套定子繞組電動機驅動機械平滑調速的需要；相較于現有公知技術，一臺以本發明所述的中高壓變頻器，相當于多臺傳統的中高壓變頻器，既解決了運行過程中多套定子繞組力矩（電流）平衡和多臺電動機速度一致問題，又減少了設備總體體積和成本包括運維成本，節省了包括設備及其基建投資在內的費用，社會和經濟效益顯著。

附圖說明

圖1為具有多組逆變器輸出的兩象限中高壓變頻器原理示意圖；

圖2為具有多組逆變器輸出的四象限中高壓變頻器原理示意圖；