[发明专利]一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置

权利要求书

1.一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：包括n个相互独立的交-直-交变频单元（1）和1个主控制器（2）；每个交-直-交变频单元（1）采用模块化结构，每个交-直-交变频单元（1）结构相同，每个交-直-交变频单元（1）内部的整流-逆变采用对称拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：交-直-交变频单元（1）包括网侧接触器（3），网侧接触器（3）的输入端与外部电源（4）相连，网侧接触器（3）的输出端与整流部分（5）的交流端相连；整流部分（5）的直流端与电抗器（6）一侧相连；逆变器的直流端与电抗器（6）的另一侧相连；逆变部分（7）的交流端与机侧接触器（9）的输入端相连，机侧接触器（9）的输出端与多相电机的一个绕组（8）相连。

3. 根据权利要求2所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：网侧接触器（3）和机侧接触器（9）为三相交流接触器；主控制器（2）包括但不限于工控板，工控板基于DSP+FPGA架构，DSP型号采用TMS320F28377双核处理器， FPGA采用CycloneIV系列产品。

4.根据权利要求2所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：整流部分（5）和逆变部分（7）的功率器件为晶闸管；整流部分（5）和逆变部分（7）均为三相全桥电路，且电路结构完全相同。

5.根据权利要求1所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：每个交-直-交变频单元（1）软硬件结构相同，且均能独立运行；每一个支路上均设置有断路器，当任何一个交-直-交变频单元（1）损坏后，通过分断对应支路的断路器将其完成从电路中切除。

6.根据权利要求5所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：每个交-直-交变频单元（1）的直流母线不并联，主电路仅在输入侧连接在一起，其输出侧仅分别与电机的一个绕组（8）连接，电机的绕组（8）之间是相互隔离，每个交-直-交变频单元（1）之间的主电路电气隔离。

7.根据权利要求1所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：交-直-交变频单元（1）的机侧和网侧拓扑结构完全相同，均采用基于晶闸管的三相桥拓扑，通过在0~360度之间调节晶闸管三相桥的触发角可以使得三相桥处于整流运行或逆变运行；当触发角在0~180度之间时，三相桥处于整流运行；当触发角在180~360度之间时，三相桥处于逆变运行。

8.根据权利要求7所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：当多相电机进行电动模式运行时，网侧三相桥为整流运行，机侧三相桥为逆变运行，能量从电网侧流向电机侧；当多相电机进行发电模式运行时，机侧三相桥为整流运行，网侧三相桥为逆变运行，能量从电机侧流向电网侧。

9.根据权利要求1所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：主控制器（2）的输入端与n个交-直-交变频单元（1）的模拟信号和数字信号连接，采集交-直-交变频单元（1）的实时电压、电流、温度等信号；主控制器（2）输出端与n个交-直-交变频单元（1）的数字信号和驱动信号连接，用于控制交-直-交变频单元（1）的功率器件、接触器、旁路开关和继电器。

10. 根据权利要求9所述的一种用于大容量高频多相电机的双向变频器装置，其特征在于：主控制器（2）控制n个交-直-交变频单元（1）的驱动脉冲序列，n个交-直-交变频单元（1）之间的脉冲共用一个时钟基准， n个交-直-交变频单元（1）之间的脉冲基波相位差与多相电机绕组（8）的相移相同，主控制器（2）可关闭 1个或n个交-直-交变频单元（1）。