本发明专利技术涉及一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，包括ＬＣ滤波电路、高压充电回路、整流电路、逆变电路，高压电网信号通过ＬＣ滤波电路进行滤波后，经高压充电回路进入整流电路，整流电路由多个二极管串联组成三相不可控整流系统；经整流后的直流电压作为逆变电路的直流电源，逆变电路由多个功率单元串联组成，逆变电路输出端接有电感。所述逆变电路的功率单元为半桥结构或Ｈ桥结构。该拓扑结构使单象限高压变频器无需变压器即可实现高压变频的目的；使用此种拓扑结构的高压变频器能大大减少高压变频器的整体体积和成本，具有绝对的市场竞争力优势。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单象限高压变频器拓扑，特别是一种无变压器的单象限高压变 频器拓扑结构。
技术介绍
随着电气传动技术的发展，尤其是变频调速技术的发展，作为大容量传动的高 压变频调速技术也得到了广泛的应用。高压变频器以其高效节能、高功率因数及高可靠 性等特点，结束了传统方法造成的能源和人力浪费，延长了电机、风机、水泵等使用寿 命，改善了生产工艺，提高了生产效率，在钢铁、石油、煤炭、自来水、电力等行业得 到广泛应用。目前，高压变频器的市场迅速发展，竞争更是十分激烈。在同等条件下，成本 低、体积小高压变频器无疑将拥有绝对的市场竞争力优势，给企业带来巨大的利益。目前的高压变频器，整体都是由控制柜、变压器柜、功率柜组成。其中，变压器柜在整个高压变频器系统里，占据了很大比重的成本及体积，并 且容量越大的高压变频器，其对变压器的容量要求也越高，这样使高压变频器的成本也 直线上升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，该拓扑结构 使单象限高压变频器无需变压器即可实现高压变频的目的；使用此种拓扑结构的高压变 频器能大大减少高压变频器的整体体积和成本，具有绝对的市场竞争力优势。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，包括LC滤波电路、高压充电回 路、整流电路、逆变电路，高压电网信号通过LC滤波电路进行滤波后，经高压充电回路 进入整流电路，整流电路由多个二极管串联组成三相不可控整流系统；经整流后的直流 电压作为逆变电路的直流电源，逆变电路由多个功率单元串联组成，逆变电路输出端接 有电感。所述逆变电路的功率单元为两个IGBT开关器件组成的半桥结构。所述逆变电路的功率单元为四个IGBT开关器件组成的H桥结构。整流电路与逆变电路均为三相，整流电路每相由偶数η个二极管串联而成，分 为上下两组，每组的功率单元个数为η/2个，整流电路每相的输入端为两组单元的中点 处；逆变电路每相由偶数η个功率单元串联而成，分为上下两组，每组的功率单元个数 为η/2个，每相的输出端为两组单元的中点处，且输出端与每组单元之间以耦合或非耦 合电感连接。与现有技术相比，本专利技术的新颖性和创造性体现在1)高压变频器没有变压器，省去了变压器柜，高压变频器的成本至少减小一半；2)高压变频器没有变压器，省去了变压器柜，高压变频器的体积至少减小一 半，在现场的占地面积也因此至少减小一半；3)高压变频器没有变压器，省去了变压器柜，高压变频器的重量至少减小一 半，运输成本也相应减小；4)高压变频器没有变压器，省去了变压器柜，高压变频器的结构相比简单很 多，生产周期至少减小一半，也有利于现场的安装、调试和维护；5)高压变频器没有变压器，省去了变压器柜，省去了在变压器的能耗，也无需 考虑高压变频器在变压器上的温升效应；6)高压变频器没有变压器，省去了变压器柜，高压变频器具有绝对的市场竞争 力优势。附图说明图1是半桥功率单元组成的无变压器的单象限高压变频器拓扑结构图；图2是H桥功率单元组成的无变压器的单象限高压变频器拓扑结构图；图3是半桥功率单元内电流流向图；图4是H桥功率单元内电流流向图。具体实施例方式见图1、图2，一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，包括LC滤波电 路、高压充电回路、整流电路、逆变电路，高压电网信号经过LC滤波电路进行滤波后， 经高压充电回路进入整流电路，整流电路由多个二极管组成三相不可控整流系统，恒定 每个功率单元的电容电压；经整流后的直流电压作为逆变电路的直流电源，逆变电路由 多个功率单元组成，功率单元可为半桥(图1)或H桥(图2)结构，均可满足PWM波形 生成的需求。高压充电电路由充电电阻R与开关KM并联组成，其输入端与LC回路的 电感L相连，其输出端与整流电路相连。整流电路与逆变电路均为三相，整流电路每相由偶数η个二极管串联而成，分 为上下两组，每组的功率单元个数为η/2个，整流电路每相的输入端为两组单元的中点 处；逆变电路每相由偶数η个功率单元串联而成，分为上下两组，每组的功率单元个数 为η/2个，每相的输出端为两组单元的中点处，且输出端与每组单元之间以耦合或非耦 合电感连接，使输出波形更加稳定平滑。见图3-1，电流经IGBT2从A流向B，采用半桥式逆变电路的功率单元输出电平 "0，，。见图3-2，电流经续流二极管D2从B流向Α，采用半桥式逆变电路的功率单元 输出电平“0”。见图3-3，电流经续流二极管Dl，再通过直流侧电容C，从A流向B，采用半桥 式逆变电路的功率单元输出电平“1”。见图3-4，电流经IGBT1，再通过直流侧电容C，从B流向Α，采用半桥式逆变 电路的功率单元输出电平“1”。见图4-1，电流经IGBT2、直流侧电容C、IGBT3，从B流向A，或电流经续流二极管D3、直流侧电容C、续流二极管D2，从A流向B，此时采用H桥式逆变电路的功 率单元输出电平“1”。见图4-2，电流经续流二极管Dl、IGBT3，从B流向A，或电流经续流二极管 D3、IGBT1,从A流向B，此时采用H桥式逆变电路的功率单元输出电平“0”。见图4-3，电流经IGBT2、续流二极管D4，从B流向A，或电流经IGBT4、续 流二极管D2，从A流向B，此时采用H桥式逆变电路的功率单元输出电平“0”。见图4-4，电流经续流二极管D1、直流侧电容C、续流二极管D4，从B流向 A，或电流经IGBT4、直流侧电容C、IGBT1,从A流向B，此时采用H桥式逆变电路的 功率单元输出电平“-1”。本拓扑高压电网直接经过LC滤波电路和高压充电电路进入高压变频器整流电 路，由多个二极管组成一个三相不可控整流系统，恒定每个功率单元的电容电压；高压 变频器输出端接入耦合电感或非耦合电感，使输出波形更加稳定平滑；每个功率单元逆 变电路，采用半桥式或H桥式均可满足PWM波形生成的需求。权利要求1.一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，其特征在于，包括LC滤波电路、高 压充电回路、整流电路、逆变电路，高压电网信号通过LC滤波电路进行滤波后，经高压 充电回路进入整流电路，整流电路由多个二极管串联组成三相不可控整流系统；经整流 后的直流电压作为逆变电路的直流电源，逆变电路由多个功率单元串联组成，逆变电路 输出端接有电感。2.根据权利要求1所述的一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，其特征在于， 所述逆变电路的功率单元为两个IGBT开关器件组成的半桥结构。3.根据权利要求1所述的一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，其特征在于， 所述逆变电路的功率单元为四个IGBT开关器件组成的H桥结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种无变压器的四象限高压变频器拓扑结构， 其特征在于，整流电路与逆变电路均为三相，整流电路每相由偶数η个二极管串联而 成，分为上下两组，每组的功率单元个数为η/2个，整流电路每相的输入端为两组单元 的中点处；逆变电路每相由偶数η个功率单元串联而成，分为上下两组，每组的功率单 元个数为η/2个，每相的输出端为两组单元的中点处，且输出端与每组单元之间以耦合 或非耦合电感连接。全文摘要本专利技术涉及一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，包括LC滤波电路、高压充电回路、整流电路、逆变电路，高压电网信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无变压器的单象限高压变频器拓扑结构，其特征在于，包括ＬＣ滤波电路、高压充电回路、整流电路、逆变电路，高压电网信号通过ＬＣ滤波电路进行滤波后，经高压充电回路进入整流电路，整流电路由多个二极管串联组成三相不可控整流系统；经整流后的直流电压作为逆变电路的直流电源，逆变电路由多个功率单元串联组成，逆变电路输出端接有电感。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：左强，张其生，李旷，赵淑玉，王振，
申请(专利权)人：荣信电力电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。