一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，涉及高压变频器技术领域，双冗余自动旁路电路结构包括二极管全桥整流电路、滤波储能并联式电容器组、由IGBT组成的H桥逆变电路、电子式旁路以及机械式旁路；功率单元输入端接于二极管全桥整流电路，二极管全桥整流电路的正极输出端和负极输出端之间并联接入有滤波储能并联式电容器组，滤波储能并联式电容器组还并联连接有H桥逆变电路，H桥逆变电路并联连接有电子式旁路，电子式旁路并联连接有机械式旁路；电子式旁路、机械式旁路分别与功率单元输出端并联连接。本实用新型专利技术能保证变频器不停机且连续稳定运行，最大限度的降低因功率单元故障给生产带来的不利影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构


[0001]本技术涉及高压变频器
，具体涉及到一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构。

技术介绍

[0002]随着国民经济的发展，高压变频器在电力、冶金、石油化工、供水、水泥、采购等行业得到了越来越广泛的应用。级联式高压变频器具有对电网谐波污染极小，输入功率因数高，输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热、转矩脉动、噪音、dv/dt及共模电压等问题的优点而得到国内市场广泛应用。
[0003]一般来说，高压变频器的负载都是生产过程中非常重要的设备，即使发生故障也不希望停机。采用功率单元是高压变频器的重要组成部分，故障率还是比较高的，为了提升高压变频器运行的可靠性和安全性，通常在高压变频器内部设置功率单元自动旁路技术将故障单元从主电路中分离出去。高压变频器功率单元的旁路技术有同级单元组旁技术和中性点漂移技术两种。功率单元自动旁路的方式有两种：一种是采用可控硅、IGBT等功率半导体器件作为旁路开关的电子式旁路，另一种是采用接触器形式的机械式旁路。两种旁路方式各有其优缺点，单纯的机械式接触器旁路具有抗干扰能力强、可靠性高、有明显隔离开断点等优势，但相较于电子开关其动作时间较慢，一般200
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300毫秒。而单纯的功率半导体器件开关具有快速开通的优势，一般为几至十几毫秒，缺点是当功率单元发生驱动等连锁故障时，可能导致电子式旁路无法完成功率单元旁路运行的要求，依然会导致变频器非计划性停机。
[0004]综述，因此，存在待改进之处，本技术提供一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，针对功率单元出现的多种故障，能实现功率单元自动旁路的双冗余互为备用，提高了级联式高压变频器的可靠性、适用性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术所存在的不足，本技术目的在于提出一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，具体方案如下：
[0006]一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，变频器中设有功率单元、功率单元控制板，功率单元设有功率单元输入端和功率单元输出端，所述双冗余自动旁路电路结构包括二极管全桥整流电路、滤波储能并联式电容器组、由IGBT组成的H桥逆变电路、电子式旁路以及机械式旁路；
[0007]功率单元输入端接于二极管全桥整流电路，二极管全桥整流电路的正极输出端和负极输出端之间并联接入有滤波储能并联式电容器组，滤波储能并联式电容器组还并联连接有H桥逆变电路，H桥逆变电路并联连接有电子式旁路，电子式旁路并联连接有机械式旁路；
[0008]电子式旁路、机械式旁路分别与功率单元输出端并联连接。
[0009]进一步的，二极管全桥整流电路包括依次并联的二极管组一、二极管组二、二极管组三，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；
[0010]二极管组一包括串联的二极管D1、二极管D4，二极管组二包括串联的二极管D2、二极管D5，二极管组三包括串联的二极管D3、二极管D6，
[0011]二极管D1、二极管D2、二极管D3的负极相互连接且二极管D1、二极管D2、二极管D3相连形成的连接点为二极管全桥整流电路的负极输出端，二极管D4、二极管D5、二极管D6的正极相互连接且二极管D4、二极管D5、二极管D6相连形成的连接点为二极管全桥整流电路的正极输出端。
[0012]进一步的，功率单元输入端包括U、V、W三相输入端，U相输入端接有快速熔断器FU1，快速熔断器FU1接于二极管D1、二极管D4之间，V相输入端接于二极管D2、二极管D5之间，W相输入端接有快速熔断器FU2，快速熔断器FU2接于二极管D3、二极管D6之间。
[0013]进一步的，波储能并联式电容器组包括并联的电容C1、电容C2；
[0014]电容C1、电容C2的两端分别接于二极管全桥整流电路的负极输出端、正极输出端。
[0015]进一步的，H桥逆变电路包括并联的IGBT组一、IGBT组二；
[0016]IGBT组一包括串联的Q1、Q2，IGBT组二包括串联的Q3、Q4，Q1、Q2接于二极管全桥整流电路的负极输出端，Q3、Q4接于二极管全桥整流电路的正极输出端。
[0017]进一步的，电子式旁路包括依次并联的电子管组四、电子管组五、晶闸管VT；
[0018]电子管组四包括串联的二极管D7、二极管D9，二极管D7、二极管D9之间的连接点与Q1、Q2之间的连接点连接，电子管组五包括串联的二极管D8、二极管D10，二极管D8、二极管D10之间的连接点与Q3、Q4之间的连接点连接。
[0019]进一步的，机械式旁路包括接触器KM以及接于接触器KM上的电磁线圈K；
[0020]接触器KM的触点一接于二极管D7、二极管D9之间的连接点，接触器KM的触点二接于二极管D8、二极管D10之间的连接点；
[0021]功率单元输出端包括T1输出端、T2输出端，T2输出端与接触器KM的触点二连接，T1输出端与接触器KM的触点三、触点四连接。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0023](1)当高压变频器的某个功率单元发生故障时，功率单元控制板自动识别该故障类型，并自动判断采用电子式旁路方式，或者采用机械式旁路方式，再或者采用电子式+机械式旁路方式，能保证变频器不停机且连续稳定运行，充分利用电子式旁路快速性和机械式旁路的可靠性，最大限度的降低因功率单元故障给生产带来的不利影响。
[0024]设置通过二极管作为切换开关，实现双路供电冗余结构，当使用的主供电电路故障时，瞬间切换至备用电路，保证旁路装置安全稳定运行，具体为，功率单元控制板识别的故障类型及判断方式为：当功率单元出现“欠压、缺相、过热”等非驱动故障或非驱动联锁故障时，功率单元采用电子式旁路或电子式+机械式旁路；当功率单元出现驱动故障及驱动联锁故障时，功率单元采用机械式旁路。
[0025](2)结合接触器的机械式旁路和可控硅/IGBT等功率半导体器件电路的电子式旁路两种成熟可靠的功率单元自动旁路技术，实现功率单元自动旁路的双冗余互为备用，大大提高了功率单元自动旁路的可靠性，继而提高了级联式高压变频器的可靠性。结合电子式旁路的快速性和机械式旁路的可靠性，能够实现快速的功率单元旁路，保障在整个旁路
过程中，负载的转速波动非常小，尤其有益于风机或水泵类负载。
附图说明
[0026]图1为本技术的实施例的工作原理示意图。
[0027]附图标记：1、功率单元输入端；2、功率单元输出端；3、功率单元控制板；4、二极管全桥整流电路；5、滤波储能并联式电容器组；6、H桥逆变电路；7、电子式旁路；8、机械式旁路。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例及附图对本技术作进一步的详细说明，但本技术的实施方式不仅限于此。
[0029]针对现有技术中级联式变频器功率单元功率高较高的问题，为了提升变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，变频器中设有功率单元、功率单元控制板(3)，功率单元设有功率单元输入端(1)和功率单元输出端(2)，其特征在于，所述双冗余自动旁路电路结构包括二极管全桥整流电路(4)、滤波储能并联式电容器组(5)、由IGBT组成的H桥逆变电路(6)、电子式旁路(7)以及机械式旁路(8)；功率单元输入端(1)接于二极管全桥整流电路(4)，二极管全桥整流电路(4)的正极输出端和负极输出端之间并联接入有滤波储能并联式电容器组(5)，滤波储能并联式电容器组(5)还并联连接有H桥逆变电路(6)，H桥逆变电路(6)并联连接有电子式旁路(7)，电子式旁路(7)并联连接有机械式旁路(8)；电子式旁路(7)、机械式旁路(8)分别与功率单元输出端(2)并联连接。2.根据权利要求1所述的级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，其特征在于，二极管全桥整流电路(4)包括依次并联的二极管组一、二极管组二、二极管组三，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；二极管组一包括串联的二极管D1、二极管D4，二极管组二包括串联的二极管D2、二极管D5，二极管组三包括串联的二极管D3、二极管D6，二极管D1、二极管D2、二极管D3的负极相互连接且二极管D1、二极管D2、二极管D3相连形成的连接点为二极管全桥整流电路(4)的负极输出端，二极管D4、二极管D5、二极管D6的正极相互连接且二极管D4、二极管D5、二极管D6相连形成的连接点为二极管全桥整流电路(4)的正极输出端。3.根据权利要求2所述的级联式变频器功率单元双冗余自动旁路电路结构，其特征在于，功率单元输入端(1)包括U、V、W三相输入端，U相输入端接有快速熔断器FU...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡可庆，胡李卿，韩思亮，
申请(专利权)人：上海澳通韦尔电力电子有限公司，
类型：新型
国别省市：