專利名稱：帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓大功率變頻器，更具體地說，涉及一種帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器。
背景技術(shù)：
變頻調(diào)速技術(shù)作為一種高效的節(jié)能手段，正在我國電力、冶金、石化、市政供水等各個方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)有各種不同的電路拓?fù)鋵崿F(xiàn)方式，但是交-直-交型變頻器以其調(diào)速范圍寬、適應(yīng)性廣、性能可靠等優(yōu)點成為市場的主流。
低壓交-直-交型變頻器主要由整流、濾波、逆變?nèi)糠忠来未?lián)構(gòu)成，依照濾波部分儲能元件的不同，交-直-交型變頻器可分為電流源型和電壓源型兩種。電流源型變頻器以電感為儲能元件，電壓源型變頻器以電容為儲能元件；電壓源型變頻器對電網(wǎng)的諧波污染少，功率因數(shù)高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，控制簡單，因此有逐步取代電流源型變頻器的趨勢。
如圖1所示，低壓電壓源型變頻器一般采用二極管整流橋1作為整流器件，電解電容2作為儲能元件。在實際使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)在剛上電時，如果不限制電解電容2的充電電流，將會燒毀整流橋1或者其前面的熔斷器。
為此，在低壓電壓源型交-直-交變頻器中，一般采用電阻器3限制充電電流，等充電完成后，再用旁路繼電器或接觸器4將電阻3旁路出系統(tǒng)，以避免電壓源型變頻器的整流橋或其前面的熔斷器被燒毀。
但是，在高壓變頻器中(電網(wǎng)電壓690V以上)，由于受到器件耐壓的限制和電機絕緣所能耐受的共模電壓和dv/dt上升率的限制，以及考慮到電網(wǎng)對諧波的忍受程度，特別是對于采用多電平或多級串聯(lián)式變頻器來說，如果仍然采用上述方法限制充電電流很難作到。
高壓電壓源型大功率變頻器一般有兩種形式三電平電壓源型變頻器(圖2)和功率模塊單元串聯(lián)構(gòu)成的電壓源型變頻器(圖3)。在這兩種變頻器中，仍然存在如上所述的充電電流問題，但是，如果仍然采用如上所述的方法限制充電電流，則存在很多問題。在三電平電壓源型變頻器中，每個整流和濾波電路部分電壓都比較高，而且不是標(biāo)準(zhǔn)電壓，因此旁路接觸器要選用高壓器件，這就造成體積和成本的增加；如果采用完全可控的功率器件和共模電感器解決這個問題，又會造成控制上的復(fù)雜或成本的增加。
在功率模塊單元串聯(lián)構(gòu)成的電壓源型變頻器中，每個功率單元內(nèi)部的電壓不高，如果采用現(xiàn)有技術(shù)，可以在每個功率單元的整流橋后采用電阻器限流，充電完成后，用接觸器旁路；這種處理方法，有很多缺點。由于功率單元個數(shù)較多，每個功率單元都要附加一個電阻器和接觸器，控制上非常復(fù)雜；如果接觸器選用帶延時自動閉合的，則會造成本來可靠性就低的接觸器更加不可靠；這樣的處理方法還將造成體積和成本的上升。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案一種帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，它包括帶有多副邊繞組的整流變壓器、整流部分、濾波部分、逆變部分，其特征在于在所述整流變壓器的原邊與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間串聯(lián)有一緩沖電路。
所述緩沖電路由限流電阻/或限流電感和旁路開關(guān)構(gòu)成；所述限流電阻/或限流電感串聯(lián)在整流變壓器原邊每一相繞組與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間；在每一個限流電阻/限流電感旁邊還并聯(lián)一旁路開關(guān)。
在變頻器系統(tǒng)上電之前，旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)，當(dāng)變頻器系統(tǒng)開關(guān)閉合后，限流電阻/或限流電感限制流過整流變壓器的激磁和充電電流，待跨接在整流部分和逆變部分之間的濾波電容充電過程完成后，閉合旁路開關(guān)，將限流電阻/或限流電感旁路掉，使系統(tǒng)進入正常的工作狀態(tài)。
由于本實用新型在變頻器整流變壓器的原邊與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間串聯(lián)了緩沖電路，通過該緩沖電路限制充電電流，與傳統(tǒng)的限流方法相比，既實現(xiàn)了限制充電電流、減少上電沖擊的目的，又減小了元器件的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性，體積小，成本低。另外，緩沖電路可以單獨放置，不受地點的限制，控制更靈活。


圖1為傳統(tǒng)的低壓交-直-交電壓源型變頻器結(jié)構(gòu)示意圖圖2為三電平高壓電壓源型變頻器結(jié)構(gòu)示意圖圖3為功率模塊單元串聯(lián)構(gòu)成的高壓電壓源型變頻器結(jié)構(gòu)示意圖圖4為帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器整流變壓器原邊局部結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
由圖2、圖3可知，高壓電壓源型大功率變壓器與低壓電壓源型變頻器的區(qū)別在于高壓大功率變頻器除了包括有整流1、濾波2、逆變5三部分外，在整流部分和電網(wǎng)之間還設(shè)有一具有多副邊繞組的整流變壓器6。
本發(fā)明根據(jù)高壓大功率變壓器的這一結(jié)構(gòu)特點，為了限制充電電流，解決高壓大功率變頻器上電沖擊的問題，如圖4所示，在變頻器整流變壓器6和電網(wǎng)高壓開關(guān)之間串聯(lián)一緩沖電路7。
如圖4所示，緩沖電路7由限流電阻71和旁路開關(guān)72構(gòu)成。限流電阻71串聯(lián)在整流變壓器6原邊每一相繞組與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間；在每一個限流電阻71旁邊還并聯(lián)一旁路開關(guān)72。在上電之前，旁路開關(guān)72處于斷開狀態(tài)，當(dāng)變頻器系統(tǒng)開關(guān)閉合后，限流電阻71將限制流過整流變壓器的激磁和充電電流，一定時間以后，即跨接在整流部分1和逆變部分5之間的濾波電容2充電過程完成后，閉合旁路開關(guān)72，將限流電阻71旁路掉，使系統(tǒng)進入正常的工作狀態(tài)。
由于整流變壓器的原邊側(cè)為高壓部分，所以，構(gòu)成緩沖電路7的限流電阻器1和旁路開關(guān)2均為高壓器件。
圖4中，限流電阻71也可以用限流電感代替，一般來講，限流電感的體積要稍大一些，才能達(dá)到與限流電阻相同的效果，但是不消耗有功功率；還有，在使用限流電感的場合，如果系統(tǒng)對電壓降落和功率因數(shù)要求不高，可以省掉旁路開關(guān)72。
本實用新型公開的帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器的優(yōu)點是與傳統(tǒng)的限流方法相比，減小了元器件的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性，體積小，成本低。另外，緩沖電路可以單獨放置，不受地點的限制。
以上所述是本實用新型的具體實施例及所運用的技術(shù)原理，任何基于本實用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，它包括帶有多副邊繞組的整流變壓器、整流部分、濾波部分、逆變部分，其特征在于在所述整流變壓器的原邊與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間串聯(lián)有一緩沖電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，其特征在于所述緩沖電路由限流電阻和旁路開關(guān)構(gòu)成；所述限流電阻串聯(lián)在整流變壓器原邊每一相繞組與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間；在每一個限流電阻旁邊還并聯(lián)一旁路開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，其特征在于所述緩沖電路由限流電感和旁路開關(guān)構(gòu)成；所述限流電感串聯(lián)在整流變壓器原邊每一相繞組與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間；在每一個限流電感旁邊還并聯(lián)一旁路開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，其特征在于所述緩沖電路由限流電感構(gòu)成；所述限流電感串聯(lián)在整流變壓器原邊每一相繞組與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，其特征在于所述限流電阻、限流電感和旁路開關(guān)為高壓器件。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有緩沖電路的高壓大功率變頻器，其特征在于在變頻器整流變壓器的原邊與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間串聯(lián)有一緩沖電路。該緩沖電路由限流電阻/或限流電感和旁路開關(guān)構(gòu)成；所述限流電阻/或限流電感串聯(lián)在整流變壓器原邊每一相繞組與電網(wǎng)高壓開關(guān)之間；在每一個限流電阻/限流電感旁邊還并聯(lián)一旁路開關(guān)。在變頻器系統(tǒng)上電之前，旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)，當(dāng)變頻器系統(tǒng)開關(guān)閉合后，限流電阻/或限流電感限制流過整流變壓器的激磁和充電電流，待跨接在整流部分和逆變部分之間的濾波電容充電過程完成后，閉合旁路開關(guān)，將限流電阻/或限流電感旁路掉，使系統(tǒng)進入正常的工作狀態(tài)。該緩沖電路可以減少電網(wǎng)對變頻器的上電沖擊。
文檔編號H02M5/00GK2641913SQ03276709
公開日2004年9月15日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者倚鵬 申請人:北京利德華福電氣技術(shù)有限公司