变流器的电流均衡装置和变流器制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种变流器的电流均衡装置和变流器，该电流均衡装置驱动电路、多个延时单元、多个限流电阻、均流计算单元和多个均流环，其中，驱动电路用于与变流器中控制电路的信号输出端相连，且变流器中各功率开关管的驱动信号输入极分别经限流电阻和延时单元与驱动电路相连；各均流环分别设置于变流器中各功率开关管所在桥臂上，均流计算单元分别与各均流环相连。该电流均衡装置可使变流器中各功率开关管的导通时刻相同，最终使流经各功率开关管的电流大小相等，各功率开关管承受的电流大小相同，达到均流的目的，可避免有的功率开关管因承受的电流大于其额定电流而损坏，可改善变流器的工作性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

变流器的电流均衡装置和变流器
本技术电路结构技术，涉及一种变流器的电流均衡装置和变流器。
技术介绍
变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他特性发生变化的装置，包括整流器、交流逆变器和直流逆变器等。变流器的主电路通常为由绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)或者是其他功率开关管组成的电路，除主电路外还包括驱动电路和控制电路，控制电路用于根据其中的控制程序产生控制信号并发送给驱动电路，驱动电路根据控制信号生成对IGBT的驱动信号，以提供给主电路中的各IGBT，通过驱动信号控制各 IGBT的导通或关断实现对电源系统的电压、频率、相数和其他特性的变换。大功率设备中所使用的变流器，例如，兆瓦级以上的风力发电机组中采用的变流器，其主电路中IGBT需要承受较大的工作电流，目前，为满足大功率设备的使用要求，通常采用将多个同型号的IGBT并联使用的方式，以降低每个IGBT所承受的工作电流。这种将多个IGBT并联使用的方式，虽然各IGBT的型号相同，但是由于制造工艺的误差，各IGBT的自身参数会存在差异，例如，开启电压、栅极电容、密勒电容等，并且，在将变流器设置在其他系统中时，需将各IGBT的栅极分别通过引线与驱动电路相连，将各IGBT 的射极分别通过电感与电网母线相连，由于各传输线路和各电感自身参数存在差异，造成各IGBT所在的支路的栅极引线电阻、栅极引线电感、射极电感Le等的不同，上述的这些因素会使各IGBT在驱动信号的控制下的导通时间不一致，而先导通的IGBT将承受比较大的电流，后导通的IGBT将承受比较小的电流，因此，可能造成先导通的IGBT因承受的电流大于其额定电流而损坏，因此，影响变流器的工作性能。
技术实现思路
本技术第一个方面是提供了一种变流器的电流均衡装置，以改善变流器的工作性能。该变流器的电流均衡装置，包括用于根据控制电路输出的控制信号生成对各功率开关管的驱动信号的驱动电路、 用于检测变流器中各功率开关管所在桥臂的电流值的各均流环、用于根据所述各电流值获取对应功率开关管的延时时间的均流计算单元、用于根据对应的延时时间控制将驱动电路输出的驱动信号传输至对应功率开关管的驱动信号输入极，以控制各功率开关管同时导通的各延时单元，其中，所述驱动电路用于与变流器中控制电路的信号输出端相连，且变流器中各功率开关管的驱动信号输入极分别经限流电阻和延时单元与所述驱动电路相连；所述各均流环分别设置于变流器中各功率开关管所在桥臂上；所述均流计算单元分别与所述各均流环相连。如上所述的变流器的电流均衡装置，其中，所述驱动电路的数量与变流器中功率开关管的数量相同，各驱动电路分别与对应功率开关管的延时单元相连。如上所述的变流器的电流均衡装置，其中，还包括均流板，均流板上设置有总插接端子和多个分插接端子，总插接端子与所述各分插接端子之间分别通过传输线路相连，且各传输线路的电阻相等，所述总插接端子用于与变流器中控制电路的信号输出端相连，每个分插接端子分别与一驱动电路相连。如上所述的变流器的电流均衡装置，其中，各所述传输线路采用相同材料的导线制作而成，且长度相等。如上所述的变流器的电流均衡装置，其中，所述均流环为电流传感器。本技术另一方面还提供了一种变流器，包括主电路，所述主电路包括多个桥臂，每个桥臂上分别设置有功率开关管，还包括本技术提供的电流均衡装置和用于根据预设程序生成控制信号，以从其信号输出端输出的控制电路，其中，所述控制电路的信号输出端与所述电流均衡装置中驱动电路相连；各所述功率开关管所在桥臂上分别设置有所述电流均衡装置中的均流环。本技术提供的电流均衡装置，通过各均流环检测各功率开关管所在桥臂的电流值，然后均流计算单元根据各电流值获取对应功率开关管的延时时间，延时单元再根据对应的延时时间控制将驱动电路输出的驱动信号传输至各功率开关管的驱动信号输入极， 使各功率开关管的导通时刻相同，最终使流经各功率开关管的电流大小相等，各功率开关管承受的电流大小相同，达到均流的目的，可避免有的功率开关管因承受的电流大于其额定电流而损坏，可改善变流器的工作性能。附图说明图I为本技术实施例所提供的变流器的电流均衡装置的结构示意图；图2为本技术另一实施例所提供的变流器的电流均衡装置的结构示意图。具体实施方式变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他特性发生变化的装置，包括整流器、交流逆变器和直流逆变器等。变流器通常包括控制电路、主电路和驱动电路，主电路包括多个桥臂，每个桥臂上分别设置有功率开关管，各功率开关管形成并联关系。变流器中的功率开关管可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT)、门极可关断晶闸管(Gate Turn-Off Thyristor,简称GT0)或者其他类型的功率开关管。本技术实施例提供的电流均衡装置可应用于变流器中，该电流均衡装置可控制变流器中各功率开关管导通时刻，从而可使流经各功率开关管的电流相等。图I为本技术实施例所提供的变流器的电流均衡装置的结构示意图，如图I 所示，该变流器的电流均衡装置包括驱动电路10、多个延时单元11、多个限流电阻Rg、均流计算单元12和多个均流环13。驱动电路10，用于与变流器中控制电路50的信号输出端相连，且变流器中各功率开关管G的驱动信号输入极分别经限流电阻Rg和延时单元11与所述驱动电路10相连；变流器中各功率开关管G所在桥臂上分别设置有均流环，各均流环13分别用于检测各功率开关管所在桥臂的电流值；均流计算单元12，分别与各均流环13相连，用于根据所述各电流值获取对应功率开关管G的延时时间；其中，所述驱动电路10用于根据控制电路50输出的控制信号生成对各功率开关管G的驱动信号；所述各延时单元11用于根据所述对应的延时时间控制将驱动电路10输出的驱动信号传输至对应功率开关管G的驱动信号输入极，以控制各功率开关管G同时导通。变流器的控制电路可根据预设程序生成控制信号，驱动电路用于与控制电路的信号输出端相连，以根据控制信号生成对各功率开关管的驱动信号，控制电路输出的控制信号通常为一定频率、一定宽度和一定相位的脉冲信号，驱动电路的作用是将该脉冲信号放大转换成功率开关管需要的驱动信号，该驱动信号用于输出至功率开关管的驱动信号输入极，以控制功率开关的导通。限流电阻的作用是限制流入功率开关管的驱动信号输入极的电流，以防止因电流过大而损坏功率开关管。各均流环分别用于检测各功率开关管所在桥臂的电流值，该电流值也就是当功率开关管导通时，流过功率开关管的电流大小。均流环可以为电流传感器、电流表或其他电流检测电路等。均流计算单元可为可编程处理器、计算机或具有计算处理数据能力的处理器，其中设置有预先编制的程序，可根据功率开关管所在桥臂的电流值获取对应功率开关管的延时时间，并提供给各延时单元。延时单元具体的可以包括计时器和控制开关，计时器可在接收到均流计算单元发送的延时时间后开始计时，在到达延时时间后发送闭合控制信号，以控制其中的控制开关闭合，因此，接通驱动电路与功率开关管的驱动信号输入极之间的信号传输路径，使驱动信号传输至功率开关管的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变流器的电流均衡装置，其特征在于，包括：用于根据控制电路输出的控制信号生成对各功率开关管的驱动信号的驱动电路、用于检测变流器中各功率开关管所在桥臂的电流值的各均流环、用于根据所述各电流值获取对应功率开关管的延时时间的均流计算单元、用于根据对应的延时时间控制将驱动电路输出的驱动信号传输至对应功率开关管的驱动信号输入极，以控制各功率开关管同时导通的各延时单元，其中，所述驱动电路用于与变流器中控制电路的信号输出端相连，且变流器中各功率开关管的驱动信号输入极分别经限流电阻和延时单元与所述驱动电路相连；所述各均流环分别设置于变流器中各功率开关管所在桥臂上；所述均流计算单元分别与所述各均流环相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张少杰，刘志，李杰，陈宇，徐超，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：