CN2701167Y - 一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置 - Google Patents

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李兴
徐颖
孙蕾
陈昭
刘代祥
徐英胜
韩国君
钱宝利
丁迎春
杨贵发
赵剑
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Abstract

本实用新型涉及一种既适用于风机、水泵等单象限运行负载、还适用于提升机、轧钢机、造纸机、机车车辆牵引等四象限运行负载的中压变频调速装置。该装置由变频功率单元、移相变压器、控制器组成；该变频调速器由多个低压变频功率单元串联叠加而成，由多个H桥变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与电机相连接，变频功率单元整流侧为二极管不可控桥或由可控功率半导体器件组成的可控全桥，输出侧由每个单元相互串接组成；移相变压器的副边绕组分为多组，二级线圈互相存在一个相位差，根据电压等级和变频功率单元级数，由几十到百余脉冲系列构成多级移相叠加的整流方式。本实用新型具有调速范围宽、动态性能优越、高效节能、高功率因数及高可靠性等特点。

Description

一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置
技术领域
本实用新型涉及一种既适用于风机、水泵等单象限运行负载、还适用于提升机、轧钢机、造纸机、机车车辆牵引等四象限运行负载的中压变频调速装置。
背景技术
随着电力电子技术的发展，采用电力半导体器件构成的变频调速装置已得到广泛应用。使用变频调速器来控制电动机的运转速度，可以使交流电机应用在过去只有直流电机才能适用的领域，提高生产效率，降低能源消耗，同时可有效减少电动机的起动冲击，提高电动机的使用寿命。但是，由于受半导体器件电压水平的限制，现有技术在实现200KV以上中压电机调速控制方面十分困难，特别是四象限运行更加难以实现。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种优于现有技术的具有高效节能、高功率因数及高可靠性能够实现四象限运行的中压变频调速装置。
一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置，其特征在于：该装置是由H桥变频功率单元、移相变压器、控制器组成；
该变频调速器由多个低压H桥变频功率单元串联叠加而成，由多个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与电机相连接；
变频功率单元为基本的交-直-交三相整流/单相逆变电路，整流侧为二极管不可控桥或由可控功率半导体器件组成的可控全桥，输出侧由每个单元相互串接组成，与电机相连接。
移相变压器的副边绕组分为多组，二级线圈互相存在一个相位差，根据电压等级和变频功率单元级数，一般由几十到百余脉冲系列构成多级移相叠加的整流方式。
控制器由高速单片机、工控PC和PLC可编程序控制柜共同组成，控制器与变频功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离。
本实用新型的优点是：采用目前国际上先进的电力电子技术、电机矢量控制技术、数字控制技术、SPWM脉宽调制技术及超导热管散热技术研制而成的系列高压电机节能调速产品，具有调速范围宽、动态性能优越、高效节能、高功率因数及高可靠性等特点，结束了传统的方法造成的能源和人力浪费，延长了电机和机械***的使用寿命，方便了机组的保养和维护。
附图说明
图1是变频调速器的***接入图。
图2是多个低压变频功率单元串联叠加示意图。
图3是变频调速器的结构框图。
图4是3KV装置的结构图。
图5是6KV装置的结构图。
图6是10KV装置的结构图。
图7是普通型功率单元的电路结构图。
图8是四象限型功率单元的电路结构图。
具体实施方式
见图1，本装置采用直接高压-高压接入方式。
见图2，本实用新型采用单元串联多电平技术，变频器由多个IGBT低压变频功率单元串联而成，叠加达到高压输出的目的。
见图3，各个IGBT变频功率单元由输入隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，以6KV变频调速装置为例，额定电压580V，每相6个，因此相电压为3480V，所对应的线电压为6000V，给功率单元供电的二级线圈互相存在一个相位差，实现输入多重化，由此可消除各单元产生的谐波，成为真正对电网无污染的“绿色高压变频器”。
每个功率单元在结构及电气性能上完全一致，可以互换。每个功率单元都是由IGBT构成的三相输入、单相输出的脉宽调制型变频器，其输出电压状态为1、0、-1，每相6个单元叠加就可产生13种不同的电压等级(±6、±5、±4、±3、±2、±1、0)，由此RHVC无谐波系列变频就可合成正弦输出电压波形。
下面以3、6、10KV变频调速装置为例，叙述装置的结构。
采用IGBT变频功率单元串联多重化叠加技术，属高-高电压源型变频器，直接3、6、10KV输入，直接3、6、10KV高压输出。
A、如图5所示，3KV变频调速装置由9个变频功率单元组成，每3个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与3KV电机相连接，直接给3KV电机供电。
B、如图6所示，6KV变频调速装置由15个或18个变频功率单元组成，每5个或6个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与6KV电机相连接，直接给6KV电机供电。
C、如图7所示，10KV变频调速装置由24个或27个变频功率单元组成，每8个或9个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与10KV电机相连接，直接给10KV电机供电。
见图7、图8，变频功率单元为基本的交-直-交三相整流/单相逆变电路，整流侧为二极管或晶闸管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。每个变频单元在结构上及电气性能上完全一致，模块化设计，可以通用互换。
输入侧由隔离移相变压器给每个变频功率单元供电，变压器的副边绕组分为多组，根据电压等级和变频功率单元级数，一般由几十到百余脉冲系列构成多级移相叠加的整流方式，这样可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数高达0.96，无需任何功率因数补偿及谐波抑制装置。由于变压器副边绕组的独立性，使每个变频功率单元的主回路相对独立，非常安全可靠。
输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接组成Y型接法给电机供电。通过对每个单元的PWM波形进行重组叠加，可得到阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，对电缆和电机的绝缘无损坏，无需输出滤波器，就可以延长输出电缆长度，可直接用于普通电机。同时，电机的谐波损耗大大减少，可消除负载机械轴承和叶片的振动。当某个变频功率单元出现故障时，可将故障单元旁路退出***，变频器可降额继续运行，由此可避免很多场合下停机造成的损失。
控制器由高速单片机、工控PC机和PLC可编程序控制器共同组成。单片机实现开环和闭环控制、PWM波生成控制、快速保护及网络通讯控制等功能。工控PC提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于开关量信号的逻辑处理，运行和故障联锁，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。控制器与变频功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，***具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，可靠性大大提高。另外，控制电源掉电时，控制器可由配备的UPS继续供电，变频器可以继续运行。

Claims (4)

1、一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置，其特征在于：该装置是由变频功率单元、移相变压器、控制器组成；
该变频调速器由多个低压变频功率单元串联叠加而成，由多个H桥变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与电机相连接；
变频功率单元为基本的交-直-交三相整流/单相逆变电路，整流侧为二极管不可控桥或由可控功率半导体器件组成的可控全桥，输出侧由每个单元相互串接组成，与电机相连接。
移相变压器的副边绕组分为多组，二级线圈互相存在一个相位差，根据电压等级和变频功率单元级数，由几十到百余脉冲系列构成多级移相叠加的整流方式；
控制器由高速单片机、工控PC机和PLC可编程序控制柜共同组成，控制器与变频功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离。
2、根据权利要求1所述的一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置，其特征在于：3KV变频调速装置由9个变频功率单元组成，每3个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与3KV电机相连接。
3、根据权利要求1所述的一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置，其特征在于：6KV变频调速装置由15个或18个变频功率单元组成，每5个或6个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与6KV电机相连接。
4、根据权利要求1所述的一种能够实现四象限运行的中压变频调速装置，其特征在于：10KV变频调速装置由24个或27个变频功率单元组成，每8个或9个变频功率单元串联构成一相，三相Y接，与10KV电机相连接。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101098107B (zh) * 2006-06-28 2010-05-12 北京利德华福电气技术有限公司 一种功率单元串联的高压变频器
CN101179255B (zh) * 2006-11-08 2010-05-26 Ls产电株式会社 用于交流电动机的h桥逆变器
CN101924508A (zh) * 2010-08-20 2010-12-22 上海交通大学 大功率抽水蓄能机组启动用变频调速***
CN101924373A (zh) * 2010-04-19 2010-12-22 荣信电力电子股份有限公司 一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法
CN102185490A (zh) * 2011-05-20 2011-09-14 上海交通大学 交交直接变换的中压变频器
CN103795323A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 上海电气集团股份有限公司 一种高压变频调速***及其控制方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101098107B (zh) * 2006-06-28 2010-05-12 北京利德华福电气技术有限公司 一种功率单元串联的高压变频器
CN101179255B (zh) * 2006-11-08 2010-05-26 Ls产电株式会社 用于交流电动机的h桥逆变器
CN101924373A (zh) * 2010-04-19 2010-12-22 荣信电力电子股份有限公司 一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法
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CN102185490A (zh) * 2011-05-20 2011-09-14 上海交通大学 交交直接变换的中压变频器
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