本申请提供一种功率单元，包括：多相桥式整流器、平滑滤波器、和多个H桥逆变器；平滑滤波器连接到多相桥式整流器的输出端；其中：多个H桥逆变器的输入端子与平滑滤波器并联地电连接；多个H桥逆变器的输出端子并联地电连接并适于向交流负载提供单相输出。由于功率单元具有一个三相桥式整流器，因此，通过使用功率单元，有助于消除在多于一个的三相桥式整流器中出现的均流问题。此外，通过在功率单元中使用并联地电力连接的三个H桥逆变器，功率单元的电流等级相比于具有一个H桥逆变器的功率单元的电流等级得以提高。优选地，可以将多个预充电的电阻器分别布置在多相桥式整流器的多个桥臂的各个的输出端与多个电容器组的各个之间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率单元领域，更特别地，涉及级联型多相电力驱动器中使用的功率单元。
技术介绍
级联型多相电力驱动器在工业上用来向交流电动机提供可变电力。这些相同的驱动器可以用在不具体涉及电动机但需要可变输出电压或频率的其他应用中。典型的驱动器具有交流输入电源和一些类型的转换装置，转换装置常使用固态器件，用于将固定的交流输入电压转换成可变电压和/或可变频率的输出。美国专利5，625, 545中描述了这样一种类型的驱动器，通过引用的方式将该专利合并于此。该专利描述了被用作驱动器的电源，该电源使用若干被布置成产生三相交流输出的功率单元。这样的多个串联的功率单元可用于提供比单个功率单元更高的电压输出。IGBT模块传统上被用于功率单元中的功率开关。例如，62mm外壳中双IGBT模块的价格非常有竞争优势，但是仅能提供最多400A的额定值。这进一步限制了级联型多相电力驱动器的功率单元的电流额定值。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的是提供一种功率单元，包括:多相桥式整流器、平滑滤波器、和多个H桥逆变器；所述多相桥式整流器具有能够电连接到多相交流电源的输入端；所述平滑滤波器连接到所述多相桥式整流器的输出端；其中:所述多个H桥逆变器的输入端子与所述平滑滤波器并联地电连接；所述多个H桥逆变器的输出端子并联地电连接并适于向交流负载提供单相输出。由于所述功率单元具有一个三相桥式整流器，因此，通过使用所述功率单元，有助于消除在多于一个的三相桥式整流器中出现的均流问题。此外，通过在功率单元中使用并联地电连接的三个H桥逆变器，所述功率单元的电流等级相比于具有一个H桥逆变器的功率单元的电流等级得以提高。优选地，可以将多个预充电的电阻器分别布置在多相桥式整流器的多个桥臂的各个的输出端与多个电容器组的各个之间。【附图说明】根据附图示出的优选的示例性实施例，下文将对本专利技术的主题进行更详细的说明，其中:图1示出了每相具有三个功率单元的级联型多相驱动器的功率电路图；图2示出了如图1所示的典型的功率单元；图3A示出了根据本专利技术实施例的功率单元；图3B示出了根据本专利技术另一个实施例的功率单元，该功率单元可代替图3A的功率单元；图3C示出了根据本专利技术另一个实施例的功率单元；图4A示出了根据图3A的具有栅极驱动器的功率单元；以及图4B示出了根据图4A的功率单元的驱动电路。以简要的形式在附图标记列表中列出附图中使用的附图标记及其含义。原则上，附图中相同的部件具有相同的附图标记。【具体实施方式】图1示出了每相具有三个功率单元的级联型多相电力驱动器的功率电路图。如图1所示，三相交流电力被输入到级联型多相驱动器I的电力变压器10的一次绕组100。可以是星形连接或网形连接的一次绕组100使三相二次绕组101至109通电。与二次绕组101至109中的每个二次绕组相关的三相电力分别被提供给功率单元110至118。在本实施例中，优选地，提供网形连接的二次绕组101至109，以降低电力变压器的K因数并改进谐波控制。网形连接的绕组可以包括(例如)△结构或扩展的△结构。在某些情况下，可以对这种网形绕组进行操作，以使一些二次绕组提前预选角度的电相，使其他二次绕组延迟预选角度的电相，并(可能)使其他二次绕组的相位基本不发生移动。在图1示出的本实施例中，描述了三分之一的二次绕组的相位被提前20 (度)，三分之一的二次绕组的相位被延迟20(度)。其余三分之一的二次绕组未发生移动。在图1的实施例中，相移的绕组使用扩展的△结构的绕组，没有相移的绕组使用△结构的绕组。对于其它电压，所需的各自的相移可以通过按照每相功率单元的数量对60 (度)进行划分获得。例如，若每相5个功率单元，相移是+24 (度)、+12 (度)、0 (度)、_12 (度)和-24 (度);若每相6个功率单元，相移是+25 (度)、+15 (度)、+5 (度)、_5 (度)、_15 (度)和-25 (度);若每相8个功率单元，相移是+18.75 (度)、+11.25 (度)、+3.75 (度)、-3.75 (度)、-11.25 (度)、-18.75 (度)。优选地，将多个功率单元连接到每个相位输出线路120、121、122，相位输出线路120、121、122可以分别代表相A、相B和相C。多个功率单元在每个相位输出线路上可以串联连接，从而可以生成具有多个低压功率单元的中压输入相位线路控制器。串联连接还可以使每相有多个电压状态；每相的这些多个电压状态可以被用来获得改进的电流波形。每个功率单元可以在内部形成低压标准，例如，尽管被包含在中压装置中，每个功率单元也可以具有1000伏的额定值。在这种实施例中，使用适合于正在使用的中压电平的绝缘材料，可以使各个功率单元与地面以及其它功率单元绝缘。图2示出了如图1所示的典型的功率单元。然而，可以理解的是，还可以使用其它功率单元实施本专利技术。图2示出的功率单元与美国专利5，625，545中示出的功率单元相似。如图2所示，功率单元110至118中的每个都是功率变流器，所述功率变流器通过使用由二极管20a-20f组成的三相桥式整流器将三相输入电力转换成直流分量。该三相桥式整流器的输出随后被施加到电容器21两端，所述电容器21可以提供对直流输出的存储和平滑。使用脉宽调制(PWM)方法，可以将变流器中的直流电力选择性地应用到功率单元输出端22a和22b。使用桥式变流器可以实现脉宽调制，所述桥式变流器由诸如23a-23d的半导体开关组成。可以使用任意类型可接受的开关元件；取决于功率水平，可以选择不同的固态组件。如图所示，变流器输出端使用四个IGBT。在这种脉宽调制操作中，当这些开关操作时，它们可以被认为是完全闭合或完全断开的。正如在多数应用中将会理解的，希望在级联式布置中使用的功率单元是相似的并按照某种形式被构造，以便限制装配件的数量并允许功率单元在同一驱动器内是可互换的。图2中示出的功率单元110至118可以被用于图1中的所有功率单元。图3A示出了根据本专利技术实施例的功率单元。如图3A所示,功率单元3包括三相桥式整流器30、平滑滤波器31、三个H桥逆变器32、33、34。三相桥式整流器30具有能够电连接到三相交流电源的输入端30A、30B、30C，所述三相桥式整流器30可以将三相来电转换成直流分量。三相桥式整流器30的输出随后被施加到平滑滤波器31两端，所述平滑滤波器31可以提供直流输出的存储和平滑。平滑滤波器31可以是(例如)电容器组。H桥逆变器32、33、34的输入端子与平滑滤波器31并联地电连接。H桥逆变器32、33、34的输出端子并联地电连接，并适于向交流负载提供单相输出。使用脉宽调制(Pmo方法，平滑滤波器31中的直流电力可以被选择性地应用到功率单元输出端35a和35b。使用并联地电连结的H桥逆变器32、33、34可以实现脉宽调制，H桥逆变器32、33、34中的每个都由半导体开关(诸如32a-32d、33a-33d、以及34a_34d)组成。可以使用任意类型可接受的开关元件；取决于功率水平，可以选择不同的固态组件。如图所示，变流器输出端使用四个IGBT。在这种脉宽调制操作中，当这些开关操作时，它们可以被认为是完全闭合或完全断开的。正如在多数应用中将会理解的，希望在级联式布置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率单元，包括：多相桥式整流器，具有能够电连接到多相交流电源的输入端；平滑滤波器，连接到所述多相桥式整流器的输出端；多个H桥逆变器；其中：所述多个H桥逆变器的输入端子与所述平滑滤波器并联地电连接；以及所述多个H桥逆变器的输出端子并联地电连接并适于向交流负载提供单相输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：安德雷斯·博埃赫利，尤卡·帕洛迈基，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。