[发明专利]一种大功率变频电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源装置，特别是一种大功率变频电源装置。

背景技术

传统的发电机包括柴油发电机或者三相380V/50Hz电动机(同步或异步)带动440V/60Hz发电机向船上供电。该供电方式缺点较多，噪音大、效率低、损耗大；故障率高、维修不方便、有污染、必须由专人管理；特别是加重负载时输出电压动态特性差，频率不稳定等等。

另外还有一种静止式岸电电源，这种电源具有50Hz转变成60Hz电源功能，可以向不同制式的船舶提供岸电；与发电机比较，节能20％以上，更省去了发电机带来的噪声大、运行成本高、损耗大、有污染、维修困难、须专人管理等诸多不便；功能上具有更强的适用性，可以实时监控电源的运行情况等优点。缺点是：输出需要增加滤波装置来满足电源需要；输入侧对电网谐波大，如要改善需要增加装置来滤波；单台容量通常都做不大，最大单台做到几百千瓦，如果要实现大容量需要多台并联运行，控制难度增加，设备故障率也相应提高；操作复杂，维护量加大。

由于世界各国电网频率标准不一致，目前主要存在两种频率，即50Hz与60Hz两种频率。在国内外的一些造船厂、船坞修理厂等，会为不同国家制造和维修船只，而这些厂家厂用电都是本国内的固定制式的50或者60Hz电源，这样就遇到不同制式国家的船舶时需要有频率转换装置。不同的船厂或者船坞修理厂需要不同容量的转换装置，使用很不灵活、不方便。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种频率和电压可调、效率高、故障率低的大功率变频电源装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大功率变频电源装置，包括移相输入变压器，所述移相输入变压器的输出端连接有高压变换器，所述高压变换器的输出端连接有输出变压器，所述高压变换器的输入端还连接有控制器；所述移相输入变压器包括3N个副边绕组，所述高压变换器由多个功率模块单元组成，所述每个绕组的输出端对应与高压变换器的一个功率模块单元的输入端连接，所述主控器通过控制高压变换器的所有功率模块单元实现电源逆变输出。

进一步，所述高压变换器的每相为N个功率模块单元级联。

进一步，所述级联数N为4-10。

进一步，所述级联数N为6。

进一步，所述输出变压器的输出端连接有补偿电容。

进一步，所述移相输入变压器的输入端连接有用户进线开关，所述输出变压器的输出端连接有用户出线开关。

进一步，所述移相输入变压器的副边绕组分为6个不同的相位组，所述相位组互差10°电角度。

进一步，所述高压变换器的功率模块单元主要由IGBT功率管组成电源推挽输出电路。

进一步，所述控制器输出脉宽调制PWM波形信号控制高压变换器的所有功率模块单元。

本发明的有益效果是：本发明能够实现单台300-10000KW的功率等级，相对于采用多台并联方式而言具有效率更高、控制更为简单、故障率更低的优点。输入采用移相整流变压器，副边有多个绕组，输出采用多个电平叠加技术，使得对电网的污染大幅减少，无需增加谐波治理装置就能完全满足IEEE519～1992及国标/T14519～93标准对电压失真及电流谐波的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主电气连接框图；

图2是本发明的功率模块原理图；

图3是本发明的高压变换器输出原理图；

图4是本发明的整体装置原理示意图。

具体实施方式

参照图1，一种大功率变频电源装置，包括移相输入变压器1，所述移相输入变压器1的输出端连接有高压变换器2，所述高压变换器2的输出端连接有输出变压器3，所述高压变换器2的输入端还连接有控制器7；所述移相输入变压器1包括3N个副边绕组，所述高压变换器2由多个功率模块单元组成，所述每个绕组的输出端对应与高压变换器2的一个功率模块单元的输入端连接，所述主控器7通过控制高压变换器2的所有功率模块单元实现电源逆变输出。

进一步，所述高压变换器2的每相为N个功率模块单元级联。

进一步，所述级联数N为4-10。

进一步，所述级联数N为6。

进一步，所述输出变压器3的输出端连接有补偿电容6。

进一步参照图1，所述移相输入变压器1的输入端连接有用户进线开关4，所述输出变压器3的输出端连接有用户出线开关5。

进一步参照图4，所述移相输入变压器1的副边绕组分为6个不同的相位组，所述相位组互差10°电角度。