單斬波管高壓轉子變頻器的制造方法
【專利摘要】一種單斬波管高壓轉子變頻器，包括：整流器、絕緣柵雙極型晶體管、電容器、逆止二極管、逆變器、第一電抗器、第二電抗器；其中，第一電抗器串接設置在整流器的正極位置與絕緣柵雙極型晶體管的柵極之間；逆止二極管串接設置在絕緣柵雙極型晶體管的柵極與電容器之間；第二電抗器串接設置在電容器以及逆變器的陰極之間。采用單IGBT斬波管，其發(fā)熱量明顯小于多管并聯(lián)，使得設備的損耗進一步降低，提高了整個變頻器的能效比。單斬波管設計規(guī)避了IGBT多管并聯(lián)技術的諸多難題，排除了并聯(lián)運行安全隱患。由于設備整體體積和發(fā)熱量的減小，對安裝環(huán)境的要求也進一步降低，能夠適應更加狹小，散熱情況更差的工作環(huán)境。
【專利說明】單斬波管高壓轉子變頻器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓電機調速【技術領域】，更具體地說，特別涉及一種單斬波管高壓轉子變頻器。
【背景技術】
[0002]高壓轉子變頻器是近些年發(fā)展起來的一種高壓繞線電機調速設備，通常應用于拖動風機泵類負載的高壓繞線電機調速。廣泛應用于各種工業(yè)、水利、城市供熱供水等多種領域。
[0003]目前市場上的高壓轉子變頻器都是以升壓斬波電路(Boost)為基本原型的，配用電機容量為220KW到3500KW之間，設備啟動方式一般為液阻啟動或者可變電阻啟動，設備構成一般為起動柜、整流變頻柜和逆變柜。
[0004]由于高壓繞線電機轉子電壓一般不是很高，主電路斬波器大多采用進口 IGBT模塊并聯(lián)構成，由于受到IGBT器件電壓等級和電流等級的制約，一般都是通過并聯(lián)的辦法來實現斬波功能。并聯(lián)幾只IGBT模塊就需要同樣數量的均流濾波電抗器，由于多管并聯(lián)，且IGBT工作在千赫茲的開關頻率級別，頻率越高開關損耗越大，IGBT的發(fā)熱量越大，且多管并聯(lián)的同步性需要很高的技術要求，即使采用光纖技術傳輸，由于IGBT管自身特性的差異，開通關斷時間還是不能保證完全相同，對IGBT的安全工作構成威脅。
[0005]同時由于有幾只IGBT并聯(lián)就需要同樣數量的均流濾波電抗器，這些都是工作在幾百安的電流環(huán)境下，設備體積大，且發(fā)熱量高，需要與之配套的散熱裝置，使得整個變頻器體積和重量都比較臃腫。
[0006]隨著電力電子技術的發(fā)展，工藝的不斷進步，現在已經有單只6500伏耐壓和3600安的大功率IGBT器件，我們已經可以開發(fā)體積更小的變頻器。對于某些安裝空間狹小的環(huán)境，我們需要一種體積更小，散熱量更低的設備。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于避免現有技術的缺陷而提供了一種單斬波管高壓轉子變頻器，從而有效解決現有技術中存在的缺陷。
[0008]為實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:一種單斬波管高壓轉子變頻器，
[0009]包括:整流器、絕緣柵雙極型晶體管、電容器、逆止二極管、逆變器、第一電抗器、第二電抗器；
[0010]其中，
[0011]所述第一電抗器串接設置在所述整流器的正極位置與所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極之間；
[0012]所述逆止二極管串接設置在所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極與所述電容器之間；
[0013]所述第二電抗器串接設置在所述電容器以及所述逆變器的陰極之間。[0014]優(yōu)選地，所述整流器單元包括有正極輸出端，所述正極輸出端上串聯(lián)的所述第一電抗器單元與所述逆止二極管陽極連接，所述逆止二極管陰極上串聯(lián)的所述第二電抗器連接有逆變器陰極。
[0015]優(yōu)選地，所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極包括有輸入端，所述輸入端連接所述逆止二極管的陽極；所述電容器的一端連接所述逆止二極管的陰極；
[0016]所述整流器的負極、所述絕緣柵雙極型晶體管的射極輸出端、所述電容器的另一端以及所述逆變器的陽極相互連接。
[0017]通過上述電路優(yōu)化設計，本發(fā)明的有益效果為:首先采用單IGBT斬波管，使得配套的均流濾波電抗器數量也只需要一只，為大功率器件提供散熱的裝置也大幅度減小，縮小了變頻器設備的體積；同時單IGBT斬波管發(fā)熱量明顯小于多管并聯(lián)，使得設備的損耗進一步降低，提高了整個變頻器的能效比；其次單斬波管設計規(guī)避了 IGBT多管并聯(lián)技術的諸多難題，排除了并聯(lián)運行安全隱患。再次由于設備整體體積和發(fā)熱量的減小，對安裝環(huán)境的要求也進一步降低，能夠適應更加狹小，散熱情況更差的工作環(huán)境。再次單IGBT斬波管設計進一步節(jié)約了成本同時使得設備結構更加簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明電路原理示意圖。
[0020]圖中:1、整流器；2、第一電抗器；3、絕緣柵雙極型晶體管；4、逆止二極管；5、電容器；6、第二電抗器；7、逆變器。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022]IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor, S卩:絕緣柵雙極型晶體管。
[0023]請參考圖1，圖1是本發(fā)明電路原理不意圖。
[0024]本發(fā)明提供了一種單斬波管高壓轉子變頻器，包括:整流器1、絕緣柵雙極型晶體管3、電容器5、逆止二極管4、逆變器7、第一電抗器2、第二電抗器6 ;其中,第一電抗器2串接設置在整流器的正極位置與絕緣柵雙極型晶體管3的柵極之間；逆止二極管4串接設置在絕緣柵雙極型晶體管3的柵極與電容器5之間；第二電抗器6串接設置在電容器5以及逆變器4的陰極之間。
[0025]本發(fā)明的具體實施方案為:
[0026]第一電抗器串接設置在整流器單元正極和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)柵極之間，逆止二極管串接設置在絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)柵極和電容器之間，第二電抗器串接設置在電容器和逆變單元陰極之間。
[0027]整流器單元正極輸出端串聯(lián)第一電抗器后連接到逆止二極管陽極，逆止二極管陰極串聯(lián)第二電抗器后連接到逆變器陰極。
[0028]絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的柵極輸入端連接逆止二極管的陽極；電容器的一端連接逆止二極管的陰極。[0029]整流器單元負極、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的射極輸出端、電容器的另一端和逆變器正極相互連接。
[0030]本發(fā)明提供的單斬波管高壓轉子變頻器，可使用普通IGBT模塊，也可使用內部集成逆止二極管的專用斬波模塊。針對于高壓電機轉子電壓電流不是很大的情況，本發(fā)明選用電壓等級 1200V/1700V/3300V/4500V/6500V，電流等級 600A 至 3600A 的 IGBT 模塊。
[0031]通過上述電路優(yōu)化設計，本發(fā)明的有益效果為:首先采用單IGBT斬波管，使得配套的均流濾波電抗器數量也只需要一只，為大功率器件提供散熱的裝置也大幅度減小，縮小了變頻器設備的體積；同時單IGBT斬波管發(fā)熱量明顯小于多管并聯(lián)，使得設備的損耗進一步降低，提高了整個變頻器的能效比；其次單斬波管設計規(guī)避了 IGBT多管并聯(lián)技術的諸多難題，排除了并聯(lián)運行安全隱患。再次由于設備整體體積和發(fā)熱量的減小，對安裝環(huán)境的要求也進一步降低，能夠適應更加狹小，散熱情況更差的工作環(huán)境。再次單IGBT斬波管設計進一步節(jié)約了成本同時使得設備結構更加簡單。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種單斬波管高壓轉子變頻器，其特征在于， 包括:整流器、絕緣柵雙極型晶體管、電容器、逆止二極管、逆變器、第一電抗器、第二電抗器； 其中， 所述第一電抗器串接設置在所述整流器的正極位置與所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極之間； 所述逆止二極管串接設置在所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極與所述電容器之間； 所述第二電抗器串接設置在所述電容器以及所述逆變器的陰極之間。
2.根據權利要求1所述的單斬波管高壓轉子變頻器，其特征在于， 所述整流器單元包括有正極輸出端，所述正極輸出端上串聯(lián)的所述第一電抗器單元與所述逆止二極管陽極連接，所述逆止二極管陰極上串聯(lián)的所述第二電抗器連接有逆變器陰極。
3.根據權利要求1所述的單斬波管高壓轉子變頻器，其特征在于， 所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極包括有輸入端，所述輸入端連接所述逆止二極管的陽極；所述電容器的一端連接所述逆止二極管的陰極； 所述整流器的負極、所述絕緣柵雙極型晶體管的射極輸出端、所述電容器的另一端以及所述逆變器的陽極相互連接。
【文檔編號】H02M5/453GK103973127SQ201410216173
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】尤江峰, 樊喜明 申請人:保定優(yōu)科電氣科技有限責任公司