四象限高压变频电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种四象限高压变频电源装置，该电源装置主要由移相变压器、逆变/回馈单元、光纤接受器、主控板以及人机界面HMI组成，所述逆变/回馈单元由U1～Un、V1～Vn、W1～Wn三相功率模块级联组成。电网连接移相变压器原边，其副边分别连接功率模块输入端，功率模块输出端级联后三相连接负载电机M，光纤接受器与功率模块由光纤通讯连接，主控板与人机界面HMI由RS485通讯连接。本实用新型专利技术能够运用在多种具有位势负载的场合，在所述功率模块输入侧取消了LC滤波电路，采用方波回馈的控制方式，减小了变频器的体积，降低了成本，减轻了整机的重量，同时提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
四象限高压变频电源装置
本技术涉及高压变频电源，尤其涉及一种具有四象限运行功能的高压变频电源装置。
技术介绍
随着现代化工业的发展，为了节能减排，高压变频电源在各个行业得到越来越多的应用，但常规高压变频器为两象限高压变频器，即能量只能从变频器流向电机；但对于具有大惯量位势负载的场合，常规的两象限高压变频器无法适用，造成了能量的浪费。FPGA是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。DSP为数字信号处理器，对于常规的四象限高压变频器，功率模块网侧采用滤波电抗器，造成设备的体积、重量增加，成本增加，并且变频器在运行时滤波电抗器的噪音很大。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种四象限高压变频电源装置，不需要电抗器和功率模块前端LC滤波电路，功率模块能量回馈方式采用方波回馈。为解决上述技术问题，本技术包括移相变压器、逆变/回馈单元、光纤接受器、主控板以及人机界面（HMI），逆变/回馈单元由U1～Un、V1～Vn、W1～Wn三相的功率模块级联组成，电网连接所述移相变压器的原边,其副边分别连接所述功率模块输入端，功率模块输出端级联后三相连接负载电机，光纤接受器与功率模块由光纤通讯连接，主控板与人机界面由RS485通讯连接。进一步的是，功率模块的整流侧采用IGBT可控整流。进一步的是，主控板由DSP与FPGA组成，通过光纤与功率模块进行数据传输。再进一步的是，功率模块控制系统通过DSP对直流母线进行采样，并且通过与主控板进行光纤通讯来控制整流侧与逆变侧的驱动电路。与现有技术相比，本技术有益效果是：能够运用在常规两象限高压变频器不能应用的场合,如具有大惯量位势负载的场合，更加的节能环保。逆变/回馈单元采用IGBT作为整流桥，取消网侧滤波电抗器以及功率模块前端LC滤波电路的滤波电容，减少了设备的体积以及成本，避免了电抗器在运行过程中噪音大的影响。附图说明下面结合附图对本技术作进一步详细说明。图1是本技术一种四象限高压变频电源装置示意框图。图2是图1所示逆变/回馈单元的功率模块拓扑结构图。具体实施方式图1是具有四象限运行功能的高压变频电源装置示意框图，主要由移相变压器、逆变/回馈单元、光纤接受器、主控板以及人机界面HMI组成，逆变/回馈单元由U1～Un、V1～Vn、W1～Wn三相功率模块级联组成,功率模块直接与移相变压器副边侧相连；由多组功率模块级联组成的逆变回馈系统形成三相高压输出直接与负载电机M相连。多组功率模块级联组成的逆变/回馈单元，各相功率模块通过串联的方式形成三相高压输出，根据负载的电压等级确定功率模块串联的个数，包括3KV、6KV、6.6KV、10KV等。图2是所述功率模块拓扑结构图，整流单元包含功率模块整流侧驱动电路，滤波单元连接功率模块控制系统，逆变单元包含功率模块逆变侧驱动电路。由DSP与FPGA组成变频器主控板和由DSP与FPGA组成的功率模块控制系统，变频器配备人机界面HMI，主控板通过光纤实时监测与控制功率模块的当前运行状态。移相变压器原边侧接高压输入R、S、T，移相变压器副边绕组直接与功率模块输入相连，级联功率模块的数量决定移相变压器副边侧的绕组数量，由多组功率模块级联组成的逆变/回馈单元形成三相高压输出直接与负载电机M相连。主控板通过判断功率模块的直流母线电压来判断负载电机M当前处于电动/发电状态，当负载电机M处于电动状态时，能量从变频器流向负载电机M；当负载电机M处于发电状态时，功率模块的直流母线电压升高，主控板通过控制整流侧的IGBT，同时也作为能量回馈，向电网回馈幅值、相位、频率相同的电压，使能量从负载电机M流向电网。实现能量的双向流动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四象限高压变频电源装置，包括移相变压器、逆变/回馈单元、光纤接受器、主控板以及人机界面（HMI），其特征在于：所述逆变/回馈单元由U1～Un、V1～Vn、W1～Wn三相的功率模块级联组成，电网连接所述移相变压器的原边,其副边分别连接所述功率模块输入端，功率模块输出端级联后三相连接负载电机（M），所述光纤接受器与所述功率模块由光纤通讯连接，所述主控板与所述人机界面（HMI）由RS485通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种四象限高压变频电源装置，包括移相变压器、逆变/回馈单元、光纤接受器、主控板以及人机界面（HMI），其特征在于：所述逆变/回馈单元由U1～Un、V1～Vn、W1～Wn三相的功率模块级联组成，电网连接所述移相变压器的原边,其副边分别连接所述功率模块输入端，功率模块输出端级联后三相连接负载电机（M），所述光纤接受器与所述功率模块由光纤通讯连接，所述主控板与所述人机界面（HMI）由RS485通讯连接。


2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树林，陈万燕，唐杨，
申请(专利权)人：成都希望电子研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51