[实用新型]一种功率单元直流电压可调的高压变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率单元直流电压可调的高压变频器，其功率单元的直流电压既可以稳定在给定值，也可以在较宽的范围内调节。

背景技术

由于能源价格上涨和节能减排宏观政策的引导，随着电力电子技术的快速发展，多种类型的高压变频器得到了广泛的应用。其中功率单元串联型高压变频器具有输出电压正弦度高、对电网的污染小以及电压应力小等优点，成为目前高压变频器的优选方案。

现有的功率单元串联型高压变频器，其功率单元的整流电路普遍采用二极管整流，在电网电压有波动时整流电路输出的直流电压也会跟着波动。直流电压过低时，高压变频器将无法输出额定电压；直流电压过高时，将会威胁到装置的安全。所以高压变频器都设有保护电路，并对电网电压设定一个保护范围，当电网电压波动超过这个保护范围时，高压变频器的保护电路将会动作，导致系统停机。

另外，为了在功率单元出现故障被旁路后高压变频器仍可以输出额定电压，目前普遍采用的方案有两种：第一，在设计时增加冗余功率单元；第二，采用“中性点位移”技术。然而，增加冗余功率单元就会增大装置的体积，同时也增加了成本；采用“中性点位移”技术，输入功率因数将会下降，中性点电压升高。如果出现故障的功率单元有两个甚至两个以上，那么这两种方法都不能保证高压变频器输出额定电压。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种功率单元直流电压可调的高压变频器，有效地增强了高压变频器对电网电压波动的适应能力，同时还解决了高压变频器在功率单元旁路后输出额定电压的问题。

本实用新型采用以下的技术方案来实现上述目的：本功率单元直流电压可调的高压变频器，包括依次连接的三相移相变压器、若干功率单元以及主控制系统；所述功率单元包括与主控制系统连接的、用于控制功率单元内直流母线上的直流电压的功率单元控制器；在主控制系统向功率单元控制器发送的数据中，定义至少一位数据位来表示不同的直流电压给定值；功率单元控制器接收主控制系统发送的数据，判断当前直流电压是否为给定值，并控制功率单元直流母线上的直流电压跟随给定值；主控制系统根据高压变频器输出电压和直流电压给定值，实时计算当前所需的调节度。

所述功率单元还包括整流电路、支撑电容、逆变电路和旁路接触器；所述功率单元控制器分别与整流电路、支撑电容、逆变电路连接，旁路接触器与逆变电路的输出端并联。

所述整流电路采用IGBT构成的三相桥结构。

所述三相移相变压器的副边设有多个副边绕组，每一副边绕组与一个功率单元的输入端一一对应相连；同相的功率单元输出端串联后与负载相连。

所述功率单元控制器经过光纤与主控制系统连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、功率单元的直流电压可以在电网电压出现波动时保持相对稳定，降低了电网电压波动对高压变频器的影响，提高了装置的可靠性.

2、功率单元因故障被旁路以后，升高剩余功率单元的直流电压，使得高压变频器仍能够输出额定电压，并且结构上无需增加冗余功率单元，同时确保输出侧三相平衡，输入侧功率因数高。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的高压变频器结构图；

图2为本实用新型所涉及的功率单元主电路的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型涉及的高压变频器包括三相移相变压器1、若干功率单元2、主控制系统3和光纤4；如图2所示，所述功率单元2包括：功率单元控制器5、整流电路6、支撑电容7、逆变电路8和旁路接触器9，功率单元控制器5分别与整流电路6、支撑电容7、逆变电路8连接，旁路接触器9与逆变电路8的输出端并联。功率单元的整流电路采用IGBT构成的三相桥结构，输出的直流电压由功率单元控制器调节，直流电压既可以稳定在一个确定的值，也可以在较宽的范围内调节。

三相移相变压器1的原边绕组为高压侧，经过隔离开关或者断路器与电网相连；副边绕组为低压侧，并且分为多个副边绕组，每一副边绕组与一个功率单元2的输入端直接相连。同相的功率单元输出端串联后与负载相连。主控制系统3和每个功率单元控制器5之间通过一对光纤4相连，由光纤传输主控制系统的控制信号和功率单元控制器的反馈信号。