高壓電機節(jié)電器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓電機所使用的節(jié)電裝置。
【背景技術】
[0002]目前，對于高壓類電機的節(jié)電主要采用液力耦合，高壓變頻，磁控軟起，水電阻等啟動方式。在大型設備啟動過程中，能夠承受一部分啟動大電流的沖擊，但是只局限于啟動的瞬間。而在運行過程中，即使是液力耦合器，由于調速范圍小，所以節(jié)能空間也不是很明顯，而且液力耦合器需要配套油站。高壓變頻雖然目前節(jié)能空間較大，但是由于產生的諧波較大，導致后期的維護成本較高，在市場上處于飽和狀態(tài)。因此高壓變頻等傳統(tǒng)的高壓節(jié)電技術已經不能滿足現(xiàn)今的社會需求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種新型的效率高、損耗少且抑制諧波效果好以達到較好節(jié)電效果的高壓電機節(jié)電器。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種高壓電機節(jié)電器，包括移相隔離變壓器和與所述的移相隔離變壓器相連接的采用高壓輸入、高壓輸出的節(jié)電裝置；所述的節(jié)電裝置包括若干個輸出相串聯(lián)的低壓節(jié)電模塊；所述的高壓電機節(jié)電器通過逆變器與電機相連接。
[0005]優(yōu)選的，所述的低壓節(jié)電模塊包括若干個信號處理子模塊，每個所述的信號處理子模塊均包括與所述的移相隔離變壓器的輸出相連接并根據所述的電機負荷動態(tài)調整輸出的前置放大緩沖板、與所述的前置放大緩沖板相連接并用于對信號進行整流的整流單元、與所述的整流單元相連接并用于對信號進行濾波的濾波單元、與所述的濾波單元相連接并用于對信號進行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓單元、與所述的穩(wěn)壓單元相連接并用于對信號進行放大的放大單元，各個所述的放大單元的輸出相串聯(lián)構成所述的低壓節(jié)電模塊的輸出端。
[0006]優(yōu)選的，所述的前置放大緩沖板通過光纖與控制器相連接以獲得所述的電機負荷的信號。
[0007]優(yōu)選的，所述的移相隔離變壓器的二次側采用多繞組形式，且每個繞組采用延邊三角形移相形式連接。
[0008]優(yōu)選的，所述的移相隔離變壓器的繞組采用分段式設置。
[0009]優(yōu)選的，通過高壓絕緣柵雙極型IGBT管或集成門極換流晶閘管實現(xiàn)所述的低壓節(jié)電模塊的串聯(lián)。
[0010]由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明采用隔離移相變壓器能夠使得變壓器本身損耗更少，效率更高，抑制諧波的效果更好，提高功率因數(shù):采用低壓節(jié)電模塊串聯(lián)構成的節(jié)電裝置，單個低壓節(jié)電模塊的電壓低，更安全，結構一致，通用互換性可靠，以達到最佳的節(jié)電效果。
【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明的高壓電機節(jié)電器示意圖。
[0012]附圖2為本發(fā)明的高壓電機節(jié)電器的移相隔離變壓器的示意圖。
[0013]附圖3為本發(fā)明的高壓電機節(jié)電器的節(jié)電裝置中一個低壓節(jié)電模塊的示意圖。
[0014]附圖4為本發(fā)明的高壓電機節(jié)電器的節(jié)電裝置中一個低壓節(jié)電模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖所示的實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0016]實施例一:參見附圖1所示。一種高壓電機節(jié)電器，包括以此相連接的移相隔離變壓器和節(jié)電裝置，節(jié)電裝置的輸出構成該高壓電機節(jié)電器的輸出，并通過逆變器(圖中未示出)與電機相連接。
[0017]如附圖2所示，移相隔離變壓器采用長腰形的移相隔離變壓器，其二次側采用多繞組形式，多繞組采用分段式設置，且每個繞組采用延邊三角形移相形式連接。例如，該高壓電機節(jié)電器采用30脈沖(10KV電壓等級采用48脈沖)，移相隔離變壓器的二次側形式根據該高壓電機節(jié)電器容量的大小及電壓等級不同來進行調整，對于30脈沖的隔離移相變壓器，其二次側采用三段式繞組設置，每段設置8個延邊三角形繞組，每個延邊繞組出3個頭，總共72個出頭，用于連接后續(xù)的節(jié)電裝置。每個繞組中有5個移相組，移相角為+24，、+12、0、-12、-24各移相組的角差為12度。延邊三角形聯(lián)接方式分為正序聯(lián)接和反序聯(lián)接，由于正序聯(lián)接時，其移相角是順時針方式，稱為負角度；反序聯(lián)接時，其移相角是逆時針方式，稱為正角度。
[0018]節(jié)電裝置采用高壓輸入、高壓輸出方式，其輸入與移相隔離變壓器相連接，而由其提供690V電壓。節(jié)電裝置包括若干個輸出相串聯(lián)的低壓節(jié)電模塊，本實施例中，包括24個低壓節(jié)電模塊，該低壓節(jié)電模塊與移相隔離變壓器中二次側的共計24個繞組一一對應連接，每個繞組的3個出頭R、S、T均接至其對應的低壓節(jié)電模塊上，如附圖2所示。而24個低壓節(jié)電模塊串聯(lián)電源疊加達到10KV。
[0019]如附圖3所示，低壓節(jié)電模塊包括若干個信號處理子模塊，本實施例中，考慮到整體輸出功率的要求，設置了 12個信號處理子模塊，為簡化附圖，圖3中僅以兩個信號處理子模塊為例，其他信號處理子模塊省略。每個信號處理子模塊均包括與移相隔離變壓器的輸出相連接并根據電機負荷動態(tài)調整輸出的前置放大緩沖板、與前置放大緩沖板相連接并用于對信號進行整流的整流單元、與整流單元相連接并用于對信號進行濾波的濾波單元、與濾波單元相連接并用于對信號進行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓單元、與穩(wěn)壓單元相連接并用于對信號進行放大的放大單元。各個放大單元的輸出相串聯(lián)構成低壓節(jié)電模塊的輸出端，通過高壓絕緣柵雙極型IGBT管或集成門極換流晶閘管實現(xiàn)低壓節(jié)電模塊的串聯(lián)。前置放大緩沖板通過光纖與控制器相連接以獲得電機負荷的信號，并根據此負荷信號適時調整其輸出?？刂破鬟€可以采用光纖連接每個低壓節(jié)電模塊而實時監(jiān)測其運行情況。
[0020]上述高壓電機節(jié)電器采用高高方式，即高壓輸入，高壓輸出，無需降壓變壓器與升壓變壓器，這種方式能夠縮小高壓節(jié)電器的體積，能夠省去升壓變壓器與降壓變壓器的維護成本。采用串聯(lián)型低壓節(jié)電模塊，其原理是利用低壓節(jié)電模塊串聯(lián)來彌補功率器件IGBT的耐壓能力不足。每個低壓節(jié)電模塊本身就是一低壓節(jié)電器，高壓的節(jié)電裝置的每個核心節(jié)電模塊性能和結構完全一樣，具有可互換性。在PWM電壓源型節(jié)電器中，當輸出電壓較高時，為了避免器件串聯(lián)引起的靜態(tài)和動態(tài)均壓問題，同時降低輸出諧波及dv/dt的影響，逆變器部分采用可以中性點自動平衡的三電平方式。逆變器件采用高壓絕緣柵雙極型IGBT或集成門極換流晶閘管TGCT，解決了節(jié)電器件串聯(lián)的問題，并使相電壓輸出具有三電平，實現(xiàn)能量回饋。節(jié)電模塊串聯(lián)之后，每個節(jié)電模塊的電壓大小不會時刻相同，節(jié)能型隔離移相變壓器為節(jié)電裝置提供足夠的隔離電壓，采用節(jié)能型隔離變壓器可以消除諧波，也就是抑制諧波。
[0021]多級低壓節(jié)電模塊串聯(lián)成高壓節(jié)電裝置可提高功率因數(shù)，節(jié)能型隔離移相變壓器漏感較小且沒有直流平波電感時，二極管整流電路的基波功率因數(shù)很高，多級節(jié)電模塊串聯(lián)構成的高壓節(jié)電裝置由于裝有節(jié)能型隔離移相變壓器，因而消去了輸入電流中的絕大部分諧波，又保留了二極管整流電路的高功率因數(shù)特性，因而具有較高的功率因數(shù)。節(jié)電裝置的輸出符合IEEE519原1992及中國電力行業(yè)對電壓失真最嚴格的要求，高于國標GB194549原93對諧波失真的要求。
[0022]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高壓電機節(jié)電器，其特征在于:其包括移相隔離變壓器和與所述的移相隔離變壓器相連接的采用高壓輸入、高壓輸出的節(jié)電裝置；所述的節(jié)電裝置包括若干個輸出相串聯(lián)的低壓節(jié)電模塊；所述的高壓電機節(jié)電器通過逆變器與電機相連接。2.根據權利要求1所述的高壓電機節(jié)電器，其特征在于:所述的低壓節(jié)電模塊包括若干個信號處理子模塊，每個所述的信號處理子模塊均包括與所述的移相隔離變壓器的輸出相連接并根據所述的電機負荷動態(tài)調整輸出的前置放大緩沖板、與所述的前置放大緩沖板相連接并用于對信號進行整流的整流單元、與所述的整流單元相連接并用于對信號進行濾波的濾波單元、與所述的濾波單元相連接并用于對信號進行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓單元、與所述的穩(wěn)壓單元相連接并用于對信號進行放大的放大單元，各個所述的放大單元的輸出相串聯(lián)構成所述的低壓節(jié)電模塊的輸出端。3.根據權利要求2所述的高壓電機節(jié)電器，其特征在于:所述的前置放大緩沖板通過光纖與控制器相連接以獲得所述的電機負荷的信號。4.根據權利要求1或2或3所述的高壓電機節(jié)電器，其特征在于:所述的移相隔離變壓器的二次側采用多繞組形式，且每個繞組采用延邊三角形移相形式連接。5.根據權利要求4所述的高壓電機節(jié)電器，其特征在于:所述的移相隔離變壓器的繞組采用分段式設置。6.根據權利要求1所述的高壓電機節(jié)電器，其特征在于:通過高壓絕緣柵雙極型IGBT管或集成門極換流晶閘管實現(xiàn)所述的低壓節(jié)電模塊的串聯(lián)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓電機節(jié)電器，包括移相隔離變壓器和與移相隔離變壓器相連接的采用高壓輸入、高壓輸出的節(jié)電裝置；節(jié)電裝置包括若干個輸出相串聯(lián)的低壓節(jié)電模塊；高壓電機節(jié)電器通過逆變器與電機相連接。低壓節(jié)電模塊包括若干個信號處理子模塊，每個信號處理子模塊均包括與移相隔離變壓器的輸出相連接的前置放大緩沖板、與前置放大緩沖板相連接的整流單元、與整流單元相連接的濾波單元、與濾波單元相連接的穩(wěn)壓單元、與穩(wěn)壓單元相連接的放大單元，各個放大單元的輸出相串聯(lián)構成低壓節(jié)電模塊的輸出端。本發(fā)明具有損耗少，效率高，抑制諧波的效果好，更安全等優(yōu)點，能夠達到最佳的節(jié)電效果。
【IPC分類】H02P25/22, H02K11/04, H02P23/00
【公開號】CN104953921
【申請?zhí)枴緾N201510323924
【發(fā)明人】朱建豐, 鄭建虎
【申請人】江蘇天翔節(jié)能科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月12日