[实用新型]高压变频器及高压变频器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制电动机用的高压变频器及高压变频器系统。 

背景技术

目前，公知的高压变频器（以下简称变频器）广泛采用功率单元串联叠加技术，且变频器移相变压器的二次绕组套数（变压器副边的延边三角形接法后的绕组套数）和变频器功率单元数量相等，利用叠加功率单元的输出电压，使变频器输出电压（变频器输出频率50Hz时，对应的输出电压）和电动机额定工作电压相吻合，以控制电动机。变频器的输出电压越高，需要的功率单元数和移相变压器的二次绕组套数就越多，就输入电压3kV—11 kV的变频器而言：一般3 kV -3.5 kV变频器每相用3-4个功率单元串联叠加；6 kV的变频器每相用4-6个功率单元串联叠加；10 kV的变频器每相用8-10个功率单元串联叠加。 

图1是现有普通变频器的主回路图。在图1中，变频器输出的每一相由5个独立的、额定电压为0.7 kV功率单元5串联组成，各个功率单元5分别与移相变压器的二次绕组连接，移相变压器将6 kV的输入电压降压后对各个功率单元5供电，功率单元5的输出电压经叠加后，形成相电压为3.5 kV，线电压为6 kV的输出电压。 

电网一般采用三相线电压输送到用户终端。电动机制造商往往把电动机的额定电压设计成和电网电压相等，而将电动机每相绕组的工作电压只设计成其额定电压的 倍(U相=U线· )；因此，通常电动机出厂时，其绕组采用Y接法(U线=U相· )，以保证电动机工作电压等级和电源电压等级相匹配。因此，变频器控制的电动机通常采用Y接法，变频器的电压等级只要与电动机、电网相同即可。 

图2是普通变频器控制Y接法电动机电压等级示意图。在图1 中，变频器的电压等级为6 kV，与电动机、电网的电压等级相同，输入电动机2的线电压为6 kV，电动机各相绕组上的相电压为3.5 kV (U相=U线· )，与电动机的工作电压等级相匹配。 

虽然现有的变频器通过采用功率单元串联叠加技术，提高了输出电压，能够直接对高压电动机进行控制，但变频器本身存在着生产成本高和体积大的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生产成本低，体积小的高压变频器及高压变频器系统。 

本实用新型的第一技术方案为一种高压变频器，包括移相变压器和功率单元，高压变频器输出的每一相由多个功率单元串联组成，各个功率单元分别与各自对应的移相变压器的二次绕组连接，由移相变压器单独供电，高压变频器的输入电压由移相变压器的一次绕组输入，输出电压由串联的功率单元的输出电压叠加输出，其特征在于，高压变频器的输出频率为50HZ时，输入电压为输出电压的 倍。在第一技术方案中，由于高压变频器的输入电压等于输出电压 倍，因此只要将与高压变频器输入电压相同电压等级的电动机从Y（星型）接法转换成Δ（三角形）接法，就能对其进行控制，与现有变频器相比较，移相变压器的二次绕组套数较一般变频器减少30％以上；功率单元数量较一般变频器减少30％以上。因此，可大幅度降低了变频器的生产成本，同时减小变频器的体积。 

本使用新型的第二技术方案为在第一技术方案的基础上，高压变频器为输入电压3 kV—11 kV的变频器。 

本实用新型的第三技术方案为一种高压变频器系统，其特征在于，包括高压变频器和Y-Δ转换柜，所述高压变频器采用权利要求1或2所述的，输出频率为50HZ时，输入电压为输出电压 倍的高压变频器。 

在第三技术方案中，由于设有Y-Δ转换柜，因此能够根据需要 灵活转换电动机的接法，需要用高压变频器使电动机变频运行时，将其转换成Δ接法；需要用电网电源使电动机工频运行时，将其转换成Y接法即可。 

附图说明

图1是现有普通变频器的主回路图； 

图2是普通变频器控制Y接法电动机电压等级示意图； 

图3是本实用新型的高压变频器的主回路图； 

图4是本实用新型的高压变频器控制Δ接法的电动机电压等级分配图； 

图5是本实用新型和高压变频器系统的结构图。 

具体实施方式

本实用新型是结合绝大多数高压电动机的原始设计特点，提供一种输入电压等于输出电压 倍的高压变频器，在电网电压等于电动机额定电压 倍（如：电网电压为6.3 kV，电动机额定电压为3 kV；电动机额定电压为6 kV，电网电压为10 kV）的场合下，本实用新型的变频器可以直接控制电动机变频运行。