一种非移相变压器的变频器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非移相变压器的变频器，包括：至少两个非移相变压器和若干功率单元；其中，每个非移相变压器的每一相至少连接一个功率单元。该变频器可用于各种高压环境，与采用移相变压器的变频器相比，可有效减少功率单元与非移相变压器之间的连接器件，从而当变频器容量增加后，内部器件与采用移相变压器的变频器相比，器件增加的较少，从而避免了由于容量增加导致变频器内部器件多，散热影响变频器稳定工作的问题。本方案的非移相变压器采用油浸式冷却方式，可有效降低工作热量，避免导致变频器由于过热出现的不稳定现象。另外本方案所涉及的功率单元为单相功率单元，从而减少功率单元与非移相变压器之间的连接器件，如铜排等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种非移相变压器的变频器。
技术介绍
电压型中小功率变频器典型的拓扑结构为H桥串联结构，参见图1，图I是传统技术方案的整机系统原理图，以30MVA为例，高压电源经移相变压器，转变为多组较低电压输出，且输出的三相电源具有一定的移相角度。三相电源输入至功率单元，然后经过功率单元内部的整流器件整流为直流电源， 经电容滤波后再逆变为频率可调的单相交流电源，最后再将各个功率单元串联起来，达到输出电压的功能。现有技术的变频器采用移相变压器技术，而目前移相变压器的容量上限值为7MVA，如果想使得移相变压器的容量继续做大，那么对系统散热将提出很高的要求。另外，移相变压器二次绕组抽头很多，致使移相变压器的散热方式只能采用干式强迫风冷散热(因为抽头多，导致密封性不好，所有不能采用油浸式的散热方式)。移相变压器容量大，变压器的损耗就大，损耗大发热就多，相对应就要求移相变压器要匹配很好的散热系统。而干式强迫风冷散热方式有本身的局限性，超过散热承受力后，就需要考虑其他的散热方式，否则由于散热不及时而导致系统内器件的损坏和性能不稳定。当变频器的容量增大后，采用的移相变压器的数量就要相应增加，但由于移相变压器散热的限制，变频器会存在散热问题导致的器件的损坏和性能不稳定。
技术实现思路
有鉴于此，本技术在于提供一种非移相变压器的变频器，以解决上述由于变频器容量增加，移相变压器数量也相应增加，由于散热导致变频器性能不稳定的问题。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种非移相变压器的变频器，包括至少两个非移相变压器和若干功率单元；其中，每个非移相变压器的每一相至少连接一个功率单元。所述非移相变压器为采用油浸式冷却的非移相变压器。所述功率单元为单相功率单元。所述单向功率单元包括单向可控整流电路、滤波电路、直流支撑电路和逆变电路。所述单向可控整流电路由4个IGCT和用于高频的吸收电容组成。所述滤波电路为LC串联谐振电路。所述直流支撑电路为用于滤波的薄膜电容。所述逆变电路由4个IGCT和用于高频的吸收电容组成。所述变频器为3kv IOkv的高压变频器。本实施方案所涉及的功率单元采用单相可控制整流技术，功率器件使用耐压等级较高的IGCT模块，从而减少电源的相数，进一步减少了功率单元内部的器件数量。相对于现有技术，本方案的有益效果表现在I、减少了功率单元的二次抽头数量，从而为采用油浸式的散热方式提供了可能，散热效果更好；2、解决了输入谐波的问题，所以可以采用普通电力降压变压器，二次侧无需考虑移相，这样就使得变压器的容量做到足够大，从而使得变频器的容量也足够大。附图说明图I为传统技术方案的整机系统原理图； 图2为本实施例功率单元的电气结构图；图3为本实施例整机结构图。具体实施方式为清楚说明本技术中的技术方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。在实施例中的变频器为高压范围在3kf IOkv的高压变频器。该变频器包括多个非移相变压器和多个功率单元，所述二次绕组之间电压相位相同的变压器为非移相变压器；其中，每个所述非移相变压器的每一相至少连接一个功率单元。该变频器可用于各种高压环境，与采用移相变压器的变频器相比，可有效减少功率单元与非移相变压器之间的连接器件，从而当变频器容量增加后，内部器件与采用移相变压器的变频器相比，器件增加的较少，避免了由于容量增加导致变频器内部器件多，散热影响变频器稳定工作的问题。优选地，功率单元可采用单相功率单元，从而减少功率单元与非移相变压器之间的连接器件，如铜排等。优选地，非移相变压器采用油浸式冷却方式，可有效降低工作热量，避免导致变频器由于过热出现的不稳定现象。参见图2，为本实施例功率单元的电气原理图，该功率单元主要包括整流电路、滤波电路、直流支撑电路和逆变电路。其中整流电路由4个可控开关器件IGCT、用于高频的吸收电容CWl和CW2组成，此整流电路为单相可控整流电路。滤波电路由电感LS和吸收电容CW5串联组成，用来消除单元内的电压纹波，同时减少直流母线处滤波电容的使用数量。直流支撑电路由两个薄膜电容Cl、C2并联组成。逆变电路主要由两只用于高频的吸收电容CW3、CW4和4个可控开关器件IGCT组成。参见图3，图3为本技术一种非移相变压器的变频器的一个实施例的系统图，以30MVA为例，高压电源进线有5个油浸式电力变压器组成，每个变压器的容量为6MVA、变比为10KV/1150V，二次侧三个绕组输出A、B、C三相，每个绕组电压约为1150V，每个绕组给每相的一个功率单元供电，每相功率单元串联后输出至电机，变压器位于对应的所连接的三个单元的后面，功率单元与变压器之间采用铜排连接，变压器使用油浸式冷却方式，功率单元采用水冷。与采用 移相变压器的变频器相比，本技术的变频器可有效减少每个功率单元内部的器件数，同时减少变压器与功率单元之间的线缆连接，相比于原有技术，本方案可以大大降低系统的成本。例如，以10kV，30MVA采用移相变压器和功率单元的变频器系统为例，需要采用以下器件I、功率单元采用三相不控整流技术，整流电路中包括6个二极管；2、为了消除输入谐波，IOkV系统通用产品为9级系统(每相9个功率单元)，每相中移相角为α=60° /9 = 6.7°。3、移相变压器最大容量可做到7MVA，根据系统组成，需要使用6台(因为移相变压器只能采用偶数个)5MVA移相整流变压器，配合27个(9级系统*3相)功率单元；4、变压器与功率单元之间的连接有81根(每个单元3根电缆或铜牌*27个单元)电缆或铜排；5、移相变压器需要强迫风冷，每台变压器顶部需要配备4台冷却风机；在本技术的实施例中，采用非移相变压器和功率单元的变频器系统，需要采用以下器件I、功率单元采用单相可控整流，每个功率单元的整流电路中包括4个IGCT ；2、使用5台6MVA非移相电力降压变压器；配合15个功率单元；3、非移相变压器与功率单元之间的连接有30根铜排；4、因单台变压器二次抽头减少，可以使用油浸式冷却方式，减少设备冷却风机数量，提高效率。对于本技术各个实施例中所阐述的装置，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种非移相变压器的变频器，其特征在于，包括至少两个非移相变压器和若干功率单元；其中，每个非移相变压器的每一相至少连接一个功率单元。2.根据权利要求I所述的变频器，其特征在于，所述非移相变压器为采用油浸式冷却的非移相变压器。3.根据权利要求I所述的变频器，其特征在于，所述功率单元为单相功率单元。4.根据权利要求3所述的变频器，其特征在于，所述单向功率单元包括单向可控整流电路、滤波电路、直流支撑电路和逆变电路。5.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，所述单向可控整流电路由4个IGCT和用于高频的吸收电容组成。6.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，所述滤波电路为LC串联谐振电路。7.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，所述直流支撑电路为用于滤波的薄膜电容。8.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，所述逆变电路由4个IGCT和用于高频的吸收电容组成。9.根据权利要求Γ8任一项所述的变频器，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非移相变压器的变频器，其特征在于，包括：至少两个非移相变压器和若干功率单元；其中，每个非移相变压器的每一相至少连接一个功率单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳宝，张晶冰，黄小光，苏位峰，卫三民，翁海清，苟锐锋，李侠，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，北京西电华清科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：