專利名稱：設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高壓變頻器領(lǐng)域，尤其是涉及設(shè)有冗余功率單元的電壓源型高壓 變頻器。
背景技術(shù)：
隨著我國正在積極推進工業(yè)化和現(xiàn)代化能源創(chuàng)新體制，能源發(fā)展面臨嚴峻的形式 和挑戰(zhàn)，提高能效、節(jié)約能源將作為能源戰(zhàn)略的重要目標和措施。電動機采用變頻調(diào)速后， 節(jié)電率可達30% 50%左右，而高壓變頻器具有對外部電網(wǎng)和負載電機無諧波污染和絕 緣損害，效率高等優(yōu)點。變頻調(diào)速已成為節(jié)能的一項重要推廣技術(shù)，特別列入為“發(fā)展、推廣”的高效節(jié)能 產(chǎn)品，受到政府和企業(yè)的普遍重視；大力支持節(jié)能項目和產(chǎn)品的科技工藝攻關(guān)，研發(fā)，對“節(jié) 能、減排”的體制創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，具有巨大潛力，因為節(jié)能不僅是企業(yè)降本增效的需要，更 是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，保障能源安全的必然選擇，是經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展的重要保 證。高壓變頻器6KV或IOKV是由移相隔離變壓器多抽頭的副邊繞組輸出，分別為每相 多個IGBT功率單元供電，例6KV高壓變頻器每相是由6個相電壓610V的IGBT功率單元 串聯(lián)疊加后，構(gòu)成輸出6KV 士 5%的線電壓，三相共18個功率單元串聯(lián)；又例10KV高壓變 頻器每相是由8個相電壓760V的IGBT功率單元串聯(lián)疊加后，構(gòu)成輸出IOKV士5%的線電 壓，三相共24個功率單元串聯(lián)。綜上可知，高壓變頻器在運行中，任何一相串聯(lián)的個別或局部功率單元故障，將會 導致高壓變頻器輸出電壓及輸出功率不均衡，并且達不到電動機的額定電壓及額定功率， 更會使高壓變頻器負載加重故障擴大，導致相鄰多數(shù)的功率單元損壞，造成高壓變頻器整 體故障，特別對電動機的運行非常不利及影響生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為解決在高壓變頻器在運行中，避免由于某一相或局部功 率單元發(fā)生故障，引起高壓變頻器整體故障而影響生產(chǎn)；提供一種能達到高壓變頻器每相 輸出電壓及功率的均衡，滿足高壓電動機的額定電壓及額定功率，高壓變頻器的安全性、可 靠性、穩(wěn)定性和整個系統(tǒng)的安全性與可靠性的設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種設(shè)有冗余 功率單元的高壓變頻器，它包括高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組1、DSP主控系統(tǒng)2和 PLC控制器3，所述的DSP主控系統(tǒng)1控制整個高壓變頻器的功率單元11 ；高壓變頻器移相 隔離變壓器副邊繞組1輸出的電源分別為每相多個IGBT功率單元供電；其特征在于每相 串聯(lián)的功率單元11最后面還設(shè)有一組冗余功率單元12，所述高壓變頻器的冗余單元12，同 樣是由移相隔離變壓器的副邊繞組1輸出的三相交流電源供電，在高壓變頻器每相串聯(lián)的 功率單元11無故障運行時，該冗余功率單元12是不會介入運行的。當高壓變頻器任何一 相串聯(lián)的任何一個功率單元11或三相任何三個功率單元11同時發(fā)生故障時，在每個故障
3的功率單元11自動旁路退出的同時，通過DSP主控系統(tǒng)2控制，致使冗余功率單元12同時 串聯(lián)在每相上工作運行，達到了高壓變頻器每相輸出電壓及功率的均衡。所述的高壓變頻器的冗余功率單元12，其供電的電壓，IGBT模塊功率，自動單元 旁路，體積安裝，完全與其它功率單元相同，并完全可以互換。所述在高壓變頻器冗余功率單元12三相交流輸入端，設(shè)有一個交流接觸器121， 所述的交流接觸器121在每個故障的功率單元11自動旁路退出的同時，由DSP主控系統(tǒng)2 發(fā)出指令吸合冗余功率單元12輸入端的交流接觸器121，使冗余功率單元12同時串聯(lián)在每 相上工作運行，達到了高壓變頻器每相輸出電壓及功率的均衡。所述的冗余功率單元12設(shè)有DSP自動旁路控制和檢測電路122，所述的DSP主控 系統(tǒng)2采用光纖通信接口，連接自動旁路控制電路122和檢測電路123，自動旁路控制電路 和檢測電路122連接冗余功率單元12的輸入和輸出端，并與PLC控制器3連接；當高壓變 頻器任何一相串聯(lián)的任何一個功率單元11或三相任何三個功率單元11同時發(fā)生故障時， 在每個故障的功率單元11自動旁路退出的同時，由DSP主控系統(tǒng)2發(fā)出指令吸合冗余功率 單元12輸入端的交流接觸器121，使冗余功率單元12同時串聯(lián)在每相上工作運行，所述每 個冗余功率單元12的DSP自動旁路控制和檢測電路122，以及PLC控制器3，通過主控DSP 系統(tǒng)2來控制觸發(fā)完成冗余功率單元12進行工作運行。
圖1 為本實用新型設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器的系統(tǒng)圖；圖2 本實用新型高壓變頻器的冗余功率單元原理圖具體實施方法
以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行具體說明參見圖1原理圖，本實用新型所述一種設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器，它包括 高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組1、DSP主控系統(tǒng)2和PLC控制器3，所述的DSP主控 系統(tǒng)2控制整個高壓變頻器的功率單元11 ；高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組1輸出的 電源分別為每相多個IGBT功率單元供電；其特征在于每相串聯(lián)的功率單元11最后面還 設(shè)有一組冗余功率單元12，所述高壓變頻器的冗余單元12，同樣是由移相隔離變壓器的副 邊繞組1輸出的三相交流電源供電，所述的冗余功率單元12通過DSP主控系統(tǒng)2控制，可 連接在每相上工作運行。在整個高壓變頻器系統(tǒng)中，例高壓變頻器6KV或IOKV是由移相隔離變壓器多抽 頭的副邊繞組輸出，分別為每相多個IGBT功率單元供電，6KV高壓變頻器每相是由6個相 電壓610V的IGBT功率單元串聯(lián)疊加后，構(gòu)成輸出6KV士5%的線電壓，三相共18個功率單 元串聯(lián)。IOKV高壓變頻器每相是由8個相電壓760V的IGBT功率單元串聯(lián)疊加后，構(gòu)成輸 出IOKV士5%的線電壓，三相共24個功率單元串聯(lián)；所述的每個高壓變頻器的冗余功率單 元12串聯(lián)在高壓變頻器每相串聯(lián)的功率單元11最后面，所述的冗余功率單元11同樣是由 移相隔離變壓器的副邊繞組1輸出的三相交流電源供電，在高壓變頻器每相串聯(lián)的功率單 元11無故障運行時，該冗余功率單元12是不會介入運行的，當高壓變頻器任何一相串聯(lián)的 任何一個功率單元11或三相任何三個功率單元11同時發(fā)生故障時，在每個故障的功率單 元11自動旁路退出的同時，由DSP主控系統(tǒng)2控制，致使冗余功率單元12同時串聯(lián)在每相 上工作運行，達到了高壓變頻器每相輸出電壓及功率的均衡。[0019]所述的高壓變頻器的冗余功率單元12，其供電的電壓，IGBT模塊功率，自動單元 旁路，體積安裝，完全與其它功率單元相同，并完全可以互換。圖2為冗余功率單元原理圖，所述在冗余功率單元12三相交流輸入端，設(shè)有一個 交流接觸器121，在高壓變頻器每相串聯(lián)的功率單元11無故障運行時，該冗余功率單元12 交流輸入端的接觸器121是斷開的，冗余功率單元12是不介入運行的，當高壓變頻器任何 一相串聯(lián)的任何一個功率單元11或三相任何三個功率單元11同時發(fā)生故障時，所述的交 流接觸器121在每個故障的功率單元11自動旁路退出的同時，由DSP主控系統(tǒng)2發(fā)出指令 吸合冗余功率單元12輸入端的交流接觸器121，冗余功率單元12同時串聯(lián)在每相上工作運 行，每個冗余功率單元12設(shè)有DSP自動旁路控制和檢測電路122，整個控制由主控DSP系 統(tǒng)2來觸發(fā)完成冗余功率單元12進行工作運行；達到了高壓變頻器輸出每相電壓及功率的 均衡，使整個系統(tǒng)的安全性與可靠性得到了保障，大大提高了高壓變頻器的可靠性和穩(wěn)定 性，降低了故障率，節(jié)省了高壓變頻器維護成本。所述的冗余功率單元12設(shè)有DSP自動旁路控制和檢測電路122，所述的DSP主控 系統(tǒng)2采用光纖通信接口，連接自動旁路控制檢測電路122，自動旁路控制和檢測電路12連 接冗余功率單元12的輸入和輸出端，并與PLC控制電路3連接；當高壓變頻器任何一相串 聯(lián)的任何一個功率單元11或三相任何三個功率單元11同時發(fā)生故障時，在每個故障的功 率單元自動旁路退出的同時，由DSP主控發(fā)出指令吸合冗余功率單元12輸入端的交流接觸 器121，使冗余功率單元12同時串聯(lián)在每相上工作運行，所述每個冗余功率單元12的DSP 自動旁路控制和檢測電路122，以及PLC控制器3，通過DSP主控系統(tǒng)2來控制觸發(fā)完成冗 余功率單元12進行工作運行，全部控制采用光纖通訊，提高了高壓變頻器的可靠性及安全 性。本實用新型的設(shè)有冗余功率單元高壓變頻器硬件簡單，元器件少，成本低，工作量 小，壽命長，滿足了高壓變頻器輸出額定電壓及額定功率，保證了高壓電動機運行安全，提 高了運行效率，增加了產(chǎn)量效益，安全性、可靠性、穩(wěn)定性和整個系統(tǒng)的安全性與可靠性得 到了保障。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍并不局限于 此，但對本實用新型的這些特征所作的任何技術(shù)的等效變換或改進等，均落入本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器，它包括高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組、DSP主控系統(tǒng)和PLC控制器，所述的DSP主控系統(tǒng)控制整個高壓變頻器的功率單元；高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組輸出的電源分別為每相多個IGBT功率單元供電；其特征在于每相串聯(lián)的功率單元的最后面還設(shè)有一組冗余功率單元，所述的冗余功率單元，通過DSP主控系統(tǒng)控制，可連接在每相上工作運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器，其特征在于所述的高壓 變頻器的冗余功率單元的供電的電壓、IGBT模塊功率、自動單元旁路、體積安裝，完全與其 它功率單元相同，并可以互換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器，其特征在于所述的冗余 功率單元的三相交流電源輸入端設(shè)有一個交流接觸器；所述的交流接觸器其用于接收DSP 主控指令導通冗余功率單元，可使冗余功率單元同時串聯(lián)在每相上工作運行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器，其特征在于所述的冗余 功率單元設(shè)有DSP自動旁路控制電路和檢測電路，所述的DSP主控系統(tǒng)采用光纖通信接口 連接自動旁路控制和檢測電路，控制與檢測電路同時連接冗余功率單元的輸入和輸出端， 并與PLC控制器電連接，由DSP主控系統(tǒng)觸發(fā)冗余功率單元進行工作運行。
專利摘要本實用新型涉及設(shè)有冗余功率單元的電壓源型高壓變頻器。目的是解決在高壓變頻器在運行中，避免由于某一相或局部功率單元發(fā)生故障，引起高壓變頻器整體故障而影響生產(chǎn)。為達上述目的一種設(shè)有冗余功率單元的高壓變頻器包括高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組、主控系統(tǒng)和控制器，所述的主控系統(tǒng)，控制整個高壓變頻器的功率單元，高壓變頻器移相隔離變壓器副邊繞組輸出的電源，分別為每相多個功率單元供電，其特征在于每相串聯(lián)的功率單元的最后面還設(shè)有一組冗余功率單元，所述的冗余功率單元，通過主控系統(tǒng)控制，可連接在每相上工作運行。本實用新型的設(shè)有冗余功率單元高壓變頻器硬件簡單，元器件少，成本低，工作量小，壽命長。
文檔編號H02M5/458GK201663549SQ20102014255
公開日2010年12月1日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者黃松強 申請人:上海南征電子電氣成套有限公司