本實用新型涉及高壓變頻器技術領域，尤其涉及一種高壓變頻器功率單元旁路裝置。

背景技術：

隨著電力電子技術的發(fā)展，變頻器作為智能電控系統(tǒng)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟的各個領域，如電力、水利、石化、冶金等行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。

級聯(lián)多電平型高壓變頻器擁有拓撲結構簡單、易于控制、諧波小等優(yōu)點而得到廣泛應用。

我國工業(yè)化的快速發(fā)展促進了電動機制造與應用向高壓大功率方向發(fā)展，大功率級聯(lián)型高壓變頻器用以拖動高壓大功率電機，在核電、石化、冶金行業(yè)得到廣泛的應用。大功率電機往往是相應行業(yè)中的關鍵器件，發(fā)生故障會造成整個生產(chǎn)系統(tǒng)停止運行，甚至會影響到相應的電力網(wǎng)絡、油氣管路等關系國計民生的基礎設施的穩(wěn)定運行。

功率單元是高壓變頻器的重要組成部分，由于單元級聯(lián)多電平結構的變頻器構成高壓輸出的方式，功率單元的故障率是變頻器產(chǎn)品中最高的，在功率單元發(fā)生故障時如何確保變頻器繼續(xù)運行是提高變頻器可靠性的重要課題，現(xiàn)有級聯(lián)多電平變頻器主要采用功率單元旁路的方式解決這一問題，目前常見的功率單元旁路方式有兩種：一種是采用可控硅等功率半導體器件作為旁路開關，另一種是采用接觸器作為旁路開關。兩種方式各有其優(yōu)點，可控硅開關具有快速開通的優(yōu)勢，接觸器則具有抗干擾能力強、可靠性高、有明顯隔離開斷點等優(yōu)勢。

由于功率單元故障時往往伴隨著控制電源回路故障、驅動板故障等各種連鎖故障，導致單純的電子加機械旁路組合無法完成功率單元旁路運行的要求，依然會導致變頻器非計劃性停機。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種高壓變頻器功率單元旁路裝置，有效實現(xiàn)了高壓變頻器中故障功率單元的旁路運行，提高了高壓變頻器的平均無故障時間。

本實用新型提供了一種高壓變頻器功率單元旁路裝置，包括：第一機械旁路、第二機械旁路、電子旁路和功率單元；其中：

所述第一機械旁路與第二機械旁路并聯(lián)；

所述第一機械旁路和第二機械旁路分別與所述電子旁路相連；

所述第一機械旁路、第二機械旁路和電子旁路分別與所述功率單元的輸出端并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述第一機械旁路包括：第一電源開關、第一濾波器、第一電源模塊、第一旁路控制板和第一機械旁路裝置；

所述第一電源開關與所述第一濾波器相連；

所述第一濾波器與所述第一電源模塊相連；

所述第一電源模塊與所述第一旁路控制板相連；

所述第一旁路控制板與所述第一機械旁路裝置相連；

所述第二機械旁路包括：第二電源開關、第二濾波器、第二電源模塊、第二旁路控制板和第二機械旁路裝置；

所述第二電源開關與所述第二濾波器相連；

所述第二濾波器與所述第二電源模塊相連；

所述第二電源模塊與所述第二旁路控制板相連；

所述第二旁路控制板與所述第二機械旁路裝置相連。

優(yōu)選地，所述第一機械旁路裝置和第二機械旁路裝置均為接觸器。

優(yōu)選地，所述接觸器由控制線圈和主觸頭組成。

優(yōu)選地，所述電子旁路包括：二極管整流電路和功率半導體器件；其中：

所述二極管整流電路和功率半導體器件相連。

優(yōu)選地，所述功率半導體器件為：可控硅、絕緣柵雙極型晶體管或對稱門極換流晶閘管。

由上述方案可知，本實用新型提供的一種高壓變頻器功率單元旁路裝置，當功率單元發(fā)生故障后，能夠同時驅動電子旁路和機械旁路導通，使故障功率單元迅速導入電子旁路，再安全切換到第一機械旁路，在第一機械旁路器件損壞或切換失敗時，由電子旁路臨時導通再切換到第二機械旁路，有效的實現(xiàn)了高壓變頻器中故障功率單元的旁路運行，提高了高壓變頻器的平均無故障時間。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型公開的一種高壓變頻器功率單元旁路裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型公開的雙路機械旁路的結構示意圖；

圖3為本實用新型公開的機械旁路裝置的結構示意圖；

圖4為本實用新型公開的電子旁路的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，為本實用新型公開的一種高壓變頻器功率單元旁路裝置，包括：第一機械旁路1、第二機械旁路2、電子旁路3和功率單元4；其中：

第一機械旁路1與第二機械旁路2并聯(lián)；

第一機械旁路1和第二機械旁路2分別與電子旁路3相連；

第一機械旁路1、第二機械旁路2和電子旁路3分別與功率單元4的輸出端并聯(lián)。

上述實施例的工作原理為：當功率單元發(fā)生故障后，能夠同時驅動電子旁路和第一機械旁路導通，使故障功率單元迅速導入電子旁路，再安全切換到第一機械旁路，在第一機械旁路器件損壞或切換失敗時，由電子旁路臨時導通再切換到第二機械旁路，有效的實現(xiàn)了高壓變頻器中故障功率單元的旁路運行，提高了高壓變頻器的平均無故障時間。

具體的，如圖2所示，第一機械旁路1由第一電源開關9、第一濾波器10和第一電源模塊11組成供電回路向第一旁路控制板5供電，由第一旁路控制板5在接收到指令后驅動第一機械旁路裝置6動作；

第二機械旁路2第二電源開關12、第二濾波器13和第二電源模塊14組成供電回路向第二旁路控制板7供電，由第二旁路控制板7在接收到指令后驅動第二機械旁路裝置8動作。

第一機械旁路裝置6和第二機械旁路裝置8一般為接觸器或類似器件，參見圖3所示，機械旁路接觸器由控制線圈15和主觸頭16組成，且兩者采用高壓隔離。

機械旁路裝置在接收到旁路控制板的動作指令后，通過機械運動將接觸器主觸頭吸合，使得變頻器主回路通過接觸器連接，從而跨過故障的功率單元繼續(xù)運行。機械旁路的優(yōu)點是發(fā)熱小，運行可靠性高，但是切換動作時間較長且易發(fā)生切換故障。

參見圖4所示，電子旁路由二極管整流電路17和可控硅旁路裝置18組成，當功率單元4發(fā)生故障后，驅動可控硅旁路裝置18動作投入電子旁路。其中，可控硅旁路裝置18還可以采用絕緣柵雙極型晶體管或對稱門極換流晶閘管來替代。

綜上所述，本實用新型采用完全獨立的兩條機械旁路，不僅有效彌補單路電源異常無法旁路的缺陷，還可以使機械旁路驅動板電路設計相對簡單，安全可靠。同時，采用雙機械旁路冗余設計，當故障的功率單元由電子旁路切換到第一機械旁路失敗時再由電子旁路臨時導通，再次切換到第二機械旁路，實現(xiàn)變頻器不停機繼續(xù)運行的目的，有效提高了變頻器的可靠性，避免由于功率單元故障造成變頻器停機引起更大的事故。

本實施例方法所述的功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算設備可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本實用新型實施例對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算設備(可以是個人計算機，服務器，移動計算設備或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本實用新型各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。