高压交流变频调速装置及低压逆变功率单元制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高压交流变频调速装置及低压逆变功率单元。低压逆变功率单元包括三相整流滤波电路和单相H形桥式逆变电路，三相整流滤波电路的输出端接单相H形桥式逆变电路的输入端，单相H形桥式逆变电路的输出端为低压逆变功率单元的输出端；所述的单相H形桥式逆变电路至少为两个，全部单相H形桥式逆变电路并接。高压交流变频调速装置包括供电单元和功率模块，功率模块包括3个高压功率单元，每个高压功率单元包括复数个串联连接的三相输入、单相输出的低压逆变功率单元。本实用新型专利技术降低了功率器件的热损耗，提升了装置的节能效果，降低了设备的温升，为整体设备的安全稳定运行提供了保障。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

高压交流变频调速装置及低压逆变功率单元[
]本技术涉及电机供电电路，尤其涉及一种高压交流变频调速装置及低压逆变 功率单元。[
技术介绍
]高压交流变频调速装置是强弱电混合、机电一体的综合技术，是利用电力半导体 器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。高压超大容量变频调速装置 目前被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压 缩机、轧钢机等领域的节能环保。高压超大容量电机变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合技术，既要处理 巨大电能的转换(整流、逆变)，又要处理信息的收集、变换和传输，因此它必定会分为功率 和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题，后者要解决软硬件控制问题。高压交流变频调速装置通过前端的移相变压器实现多脉波整流，输出H桥逆变叠 加多电平输出，逆变单元使用通用模块，无需输入、输出滤波器即可以控制同步高压电机的 高压变频器。采用多单元串联结构，主回路主要由多绕组供电变压器和数个逆变单元构成， 利用低压功率器件实现高压，避开了电力电子功率器件耐压不足的问题。多绕组供电变压 器为每个逆变单元单独供电，并实现单元之间的供电电源隔离和与电网之间的隔离。逆变 单元是核心功率部件，其开关器件为IGBT。高压交流变频调速装置输出侧单元叠加逆变原理如下输出电压是由多个三相输入、单相输出的低压逆变功率单元逆变电压串联而成。 如图1所示，为IOKV的高压交流变频调速装置，数个逆变单元分成三组，每组单元数相同， 组之间的电压相位差为120度，将三组单元的输出Y接，即可得到驱动电机所需的可变压 变频三相高压电源。(以IOKV为例)制作高压超大容量的交流变频调速装置，需要解决器件散热问题以及器件耐超大 电流的难题，按照目前的公知技术，在超大电流情况下，功率器件的热损耗加大，需要新技 术加以解决。目前技术下，采用低压多功率单元串联，虽然解决了器件的耐高压问题，但对于超 大电流来说，需要超大功率的器件，由此将带来热损耗大幅度增加的问题。热损耗的增大， 一方面浪费了电能，与变频调速节能的目的相违背，另一方面也增加了器件以及整机柜体 内的温升，为设备的安全稳定运行带来危害。目前高压交流变频调速装置大多通过加强设备整体散热能力来解决上述设备温 升难题，但热损耗增加而造成的电能浪费不能解决。[
技术实现思路
]本技术要解决的技术问题是提供一种热损耗小、温升低、大容量的低压逆变 功率单元。本技术另一个要解决的技术问题是提供一种热损耗小、温升低、大容量的高 压交流变频调速装置。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是，一种低压逆变功率单元， 包括三相整流滤波电路和单相H形桥式逆变电路，三相整流滤波电路的输出端接单相H形 桥式逆变电路的输入端，单相H形桥式逆变电路的输出端为低压逆变功率单元的输出端； 所述的单相H形桥式逆变电路至少为两个，全部单相H形桥式逆变电路并接。以上所述的低压逆变功率单元，单相H形桥式逆变电路包括第一 IGBT、第二 IGBT、 第三IGBT和第四IGBT，第一 IGBT与第二 IGBT串接构成第一桥臂，第三IGBT与第四IGBT 串接构成第二桥臂；第一桥臂和第二桥臂的一端接三相整流滤波电路的正极输出端，第一 桥臂和第二桥臂的另一端接三相整流滤波电路的负极输出端；第一桥臂和第二桥臂的中点 接低压逆变功率单元的输出端；第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT的控制端分别 接低压逆变功率单元的控制电路。一种高压交流变频调速装置的技术方案，包括供电单元和功率模块，所述的功率 模块包括3个高压功率单元，每个高压功率单元包括复数个串联连接的三相输入、单相输 出的低压逆变功率单元；所述的低压逆变功率单元是上述的低压逆变功率单元。以上所述的高压交流变频调速装置，所述的供电单元包括多绕组隔离变压器，多 绕组隔离变压器的副边包括多个相互隔离的三相绕组，每3个三相绕组组成一个同相位 组，分别连接功率模块内的3个对应的低压逆变功率单元。本技术的低压逆变功率单元采用至少两个单相H形桥式逆变电路并联，可以 实现超大容量下的超大电流的分流，在实现超大电流的同时，大大降低了功率器件的热损 耗，进一步提升了高压变频调速装置的节能效果，同时也可以大幅度地降低设备的温升，为 整体设备的安全稳定运行提供了保障。[附图说明]以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是现有技术高压交流变频调速装置原理图。图2是本技术实施例低压逆变功率单元原理图。[具体实施方式]本技术实施例高压交流变频调速装置主要由供电单元、功率模快、控制单元 组成。1、供电单元采用多绕组隔离变压器，变压器的副边有多个相互隔离的三相绕组，每3个三相 绕组组成I个同相位组，分别连接功率模块内的3个对应的低压逆变功率单元，分别向功率 模块内的3个对应的低压逆变功率单元独立供电，形成6脉冲整流输入。例如，6KV等级的 高压变频调速装置可以设6个同相位组，IOKV等级的高压变频调速装置可以设9个同相位组。2、功率模块(变频逆变三相高压电源)功率模块包括3个高压功率单元，每个高压功率单元由多个串联连接的三相输入、单相输出的低压逆变功率单元串联而成。也就是说全部低压逆变功率单元分成三组，每 组串联的低压逆变功率单元数量相同，构成同样的高压功率单元。组与组之间的电压相位 差为120度，将三组串联的低压逆变功率单元的输出星形连接，即可得到驱动电机所需的 可变压变频的三相高压电源。例如，6KV等级的高压变频调速装置的高压功率单元由6个低 压逆变功率单元串联而成；IOKV等级的高压变频调速装置的高压功率单元由9个低压逆变 功率单元串联而成。功率模块内单个低压逆变功率单元的内部结构原理如图2所示，包括三相整流滤 波电路和两个单相H形桥式逆变电路。三相整流滤波电路和输入电源端R、S、T接供电单元内变压器二次线圈的三相低 压输出。三相二极管全波整流为直流环节的滤波电容充电，电容上的电压提供给由IGBT组 成的两个单相H形桥式逆变电路，两个单相H形桥式逆变电路并接，单相H形桥式逆变电路 的输出端为低压逆变功率单元的输出端。本装置与传统装置之间的差别在于使用两个(或 多个)单相H形桥式逆变电路并联实现超大电流的逆变。第一单相H形桥式逆变电路包括4个IGBT，即IGBT11、IGBT12、IGBT13和IGBT14。 IGBTll与IGBT12构成第一桥臂IGBTRl, IGBT13与IGBT14串接构成第二桥臂IGBTLl ;第 一桥臂IGBTRl和第二桥臂IGBTLl的一端接三相整流滤波电路的正极输出端，第一桥臂 IGBTRl和第二桥臂IGBTLl的另一端接三相整流滤波电路的负极输出端；第一桥臂IGBTRl 和第二桥臂IGBTLl的中点接低压逆变功率单元的输出端LI和L2。IGBT11、IGBT12、IGBT13 和IGBT14的控制极分别接低压逆变功率单元的控制电路。第二单相H形桥式逆变电路与第一单相H形桥式逆变电路结构相同，包括IGBT21、 IGBT22、IGBT23 和 IGBT24, IGBT21 与 IGBT22 构成第一桥臂 IGBTR2, IGBT23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压逆变功率单元，包括三相整流滤波电路和单相H形桥式逆变电路，三相整流滤波电路的输出端接单相H形桥式逆变电路的输入端，单相H形桥式逆变电路的输出端为低压逆变功率单元的输出端，其特征在于，所述的单相H形桥式逆变电路至少为两个，全部单相H形桥式逆变电路并接。

【技术特征摘要】
1.一种低压逆变功率单元，包括三相整流滤波电路和单相H形桥式逆变电路，三相整流滤波电路的输出端接单相H形桥式逆变电路的输入端，单相H形桥式逆变电路的输出端为低压逆变功率单元的输出端，其特征在于，所述的单相H形桥式逆变电路至少为两个，全部单相H形桥式逆变电路并接。2.根据权利要求1所述的低压逆变功率单元，其特征在于，单相H形桥式逆变电路包括第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT和第四IGBT，第一 IGBT与第二 IGBT串接构成第一桥臂，第三IGBT与第四IGBT串接构成第二桥臂；第一桥臂和第二桥臂的一端接三相整流滤波电路的正极输出端，第一桥臂和第二桥臂的另一端接三相整流滤波电路的负极输出端；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞常，罗自永，
申请(专利权)人：深圳市库马克新技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：