一种高压岸电变频装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压岸电变频装置，包括变压器柜、单元柜和滤波柜，所述变压器柜内安装有移相变压器，变压器柜上端面设有二次电缆上进线孔；所述单元柜内通过支架安装有IGBT功率单元，所述移相变压器连接IGBT功率单元，并给IGBT功率单元供电；所述单元柜正面设有控制器，控制器和功率单元之间通过高速光纤通讯；所述变压器柜和单元柜顶部均设有风机，所述风机后侧设有排风口。本发明专利技术与现有技术相比的优点是：本发明专利技术实现输入谐波抵消的目的，输入功率因数可达到0.95以上，无需任何功率因数补偿装置，且具有超强的抗电网波动能力，电网电压波动-40％～+10％时变频器维持运行，不停机，运行更可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种高压岸电变频装置
本专利技术涉及变频装置，尤其涉及一种高压岸电变频装置。
技术介绍
港口以往停靠码头的船舶必须一天24小时采用船舶辅机发电，以满足船舶用电的需求，辅机在工作中燃烧大量的油料，排出大量的废气，同时24小时不间断地产生噪声污染。为了解决这一问题，采用船舶接岸电系统能够解决存在的问题，船舶供电系统与市电电压及频率存在不一致的问题，岸电电源需变频变压后，此装置专门针对港口岸电电源特点，采用高压整流、正弦波逆变输出、微处理器总线控制的专用变频电源技术。由于输出波形为正弦波，输出距离不受限制，并且稳频、稳压性能好、抗负荷波动能力强。此装置还有自动检测电压频率相位，自带同步并网软、硬件，自动完成船、岸同期并网功能，无需人工干预等优点，可以为靠港船舶提供稳定的电源。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述不足，提供了一种高压岸电变频装置。本专利技术的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种高压岸电变频装置，包括变压器柜、单元柜和滤波柜，所述变压器柜内安装有移相变压器，变压器柜上端面设有二次电缆上进线孔；所述单元柜内通过支架安装有IGBT功率单元，所述移相变压器连接IGBT功率单元，并给IGBT功率单元供电；所述单元柜正面设有控制器，控制器和功率单元之间通过高速光纤通讯；所述变压器柜和单元柜顶部均设有风机，所述风机后侧设有排风口。所述移相变压器的输入采用多重化隔离变压器实现谐波抵消，不对电网产生谐波污染；移相变压器的输出采用多电平移相式PWM，具有较低的输出电压谐波。所述移相变压器的副边绕组采取多重化结构，互相错开一定的电角度，以实现输入谐波抵消的目的，输入功率因数可达到0.95以上，无需任何功率因数补偿装置。所述控制器由32位高速数字信号处理器(DSP)、专用大规模集成电路、触摸屏和PLC共同组成；所述32位高速数字信号处理器(DSP)采用无速度传感器矢量控制算法，专用大规模集成电路采用多电平PWM控制，触摸屏实现高压变频器和用户的人机交换。所述滤波单元设计考虑每相6个单元串联，每个功率单元开关频率为550Hz，由于基波频率50Hz/60Hz接近，按照高的基波频率60Hz设计滤波器参数，需要滤除的谐波电压频率分量在6kHz附近，滤波器的谐振频率点设计为2kHz左右。所述IGBT功率单元的输出采用多电平移相式PWM控制，可以达到接近正弦波输出，输出波形正弦度好，du/dt小，对电缆绝缘无损害。所述IGBT功率单元为三相输入单相输出交－直－交逆变结构，移相变压器的副边经过IGBT功率单元输入熔断器后到三相全桥二极管整流器，整流器输出经电容滤波，形成平滑的直流，然后经过由4个或8个IGBT组成的单相H桥式逆变电路，形成单相变压变频的交流输出。所述控制器采用PLC编程实现控制保护功能，控制部分和高压部分电气上完全隔离，系统具有极高的安全性和抗干扰能力。所述滤波单元因频率含量固定且谐波频率与基波频率相差很大，可以省略阻尼电阻，以简化结构设计和热设计，参考ABB及CONVERTEAM的结构，电容中心点接地，可以抑制共模分量。所述无速度传感器矢量控制算法控制更精准，调速范围100:1，稳态转速精度0.5％。所述功率单元具有自动旁路功能，IGBT功率模块故障后自动旁路，系统可继续带载运行。所述高压岸电变频装置应用无速度传感器矢量控制算法，并采用32位高速数字信号处理器[DSP]进行全数字控制，结合专用大规模集成电路芯片和最新一代IGBT功率单元产品性能达到国际领先水平。所述IGBT功率单元的控制板功能齐全，具有完善的保护功能和优化的IGBT驱动电路，每个功率单元机械和电气性能完全一致，可以快速互换。所述变频装置具有超强的抗电网波动能力，电网电压波动-40％～+10％时变频器维持运行，不停机，运行更可靠。所述变频装置的控制电源冗余设计，控制电源采用双路电源，互为冗余，互为备用，实现无扰切换，电源更稳定。本专利技术与现有技术相比的优点是：本专利技术输入侧由移相变压器给每个功率单元供电，移相变压器的副边绕组采取多重化结构，互相错开一定的电角度，以实现输入谐波抵消的目的，输入功率因数可达到0.95以上，无需任何功率因数补偿装置。移相变压器的副边经过功率单元输入熔断器后到三相全桥二极管整流器，整流器输出经电容滤波，形成平滑的直流，然后经过由4个或8个IGBT组成的单相H桥式逆变电路，形成单相变压变频的交流输出。本专利技术的控制器采用PLC编程实现控制保护功能，控制器和功率单元之间采用高速光纤通讯，控制部分和高压部分电气上完全隔离，系统具有极高的安全性和抗干扰能力。选用的功率单元具有自动旁路功能，功率模块故障后自动旁路，系统可继续带载运行。本专利技术变频器还具有超强的抗电网波动能力，电网电压波动-40％～+10％时变频器维持运行，不停机，运行更可靠。附图说明图1是本专利技术的正面结构示意图。图2是本专利技术的侧面结构示意图。图3是本专利技术的俯视结构示意图。图4是本专利技术中功率单元的内部结构示意图。图5是本专利技术中控制器的结构示意图。图6是本专利技术的控制逻辑框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步详述。如图1、图2及图3所示，一种高压岸电变频装置，包括变压器柜1、单元柜2和滤波柜3，所述变压器柜1内安装有移相变压器4，变压器柜1上端面设有二次电缆上进线孔5；所述单元柜2内通过支架6安装有IGBT功率单元7，所述移相变压器4连接IGBT功率单元7，并给IGBT功率单元7供电；所述单元柜2正面设有控制器8，控制器8和IGBT功率单元7之间通过高速光纤通讯；所述变压器柜1和单元柜2顶部均设有风机9，所述风机9后侧设有排风口10。所述移相变压器4的输入采用多重化隔离变压器实现谐波抵消，不对电网产生谐波污染；移相变压器4的输出采用多电平移相式PWM，具有较低的输出电压谐波。所述移相变压器4的副边绕组采取多重化结构，互相错开一定的电角度，以实现输入谐波抵消的目的，输入功率因数可达到0.95以上，无需任何功率因数补偿装置。如图5所示，所述控制器8由32位高速数字信号处理器(DSP)、专用大规模集成电路、触摸屏和PLC共同组成；所述32位高速数字信号处理器(DSP)采用无速度传感器矢量控制算法，专用大规模集成电路采用多电平PWM控制，触摸屏实现高压变频器和用户的人机交换。所述滤波单元设计考虑每相6个单元串联，每个功率单元开关频率为550Hz，由于基波频率50Hz/60Hz接近，按照高的基波频率60Hz设计滤波器参数，需要滤除的谐波电压频率分量在6kHz附近，滤波器的谐振频率点设计为2kHz左右。如图4所示，所述IGBT功率单元7的输出采用多电平移相式PWM控制，可以达到接近正弦波输出，输出波形正弦度好，du/dt小，对电缆绝缘无损害。所述IGBT功率单元7为三相输入单相输出交－直－交逆变结构，移相变压器4的副边经过IGBT功率单元7输入熔断器后到三相全桥二极管整流器，整流器输出经电容滤波，形成平滑的直流，然后经过由4个或8个IGBT组成的单相H桥式逆变电路，形成单相变压变频的交流输出。所述控制器8采用PLC编程实现控制保护功能，控制部分和高压部分电气上完全隔离，系统具有极高的安全性和抗干扰能力。所述滤波单元因频率含量固定且谐波频率与基波频率相差很大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压岸电变频装置，其特征在于：包括变压器柜、单元柜和滤波柜，所述变压器柜内安装有移相变压器，变压器柜上端面设有二次电缆上进线孔；所述单元柜内通过支架安装有IGBT功率单元，所述移相变压器连接IGBT功率单元，并给IGBT功率单元供电；所述单元柜正面设有控制器，控制器和功率单元之间通过高速光纤通讯；所述变压器柜和单元柜顶部均设有风机，所述风机后侧设有排风口。

【技术特征摘要】
1.一种高压岸电变频装置，其特征在于：包括变压器柜、单元柜和滤波柜，所述变压器柜内安装有移相变压器，变压器柜上端面设有二次电缆上进线孔；所述单元柜内通过支架安装有IGBT功率单元，所述移相变压器连接IGBT功率单元，并给IGBT功率单元供电；所述单元柜正面设有控制器，控制器和功率单元之间通过高速光纤通讯；所述变压器柜和单元柜顶部均设有风机，所述风机后侧设有排风口。2.根据权利要求1所述的一种高压岸电变频装置，其特征在于：所述移相变压器的输入采用多重化隔离变压器；移相变压器的输出采用多电平移相式PWM。3.根据权利要求1所述的一种高压岸电变频装置，其特征在于：所述移相变压器的副边绕组采取多重化结构。4.根据权利要求1所述的一种高压岸电变频装置，其特征在于：所述控制器由32位高速数字信号处理器(DSP)、专用大规模集成电路、触摸屏和PLC共同组成；所述32位高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖超云，王育华，刘春丽，
申请(专利权)人：南京紫泉电力设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32