單元級聯(lián)型高壓變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變頻器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種單元級聯(lián)型高壓變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器是通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要通過整流、逆變等過程來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，進(jìn)而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。目前市場上使用的中/高壓變頻器產(chǎn)品的類型主要有兩電平電流源型高壓變頻器，三電平電壓源型變頻器以及功率單元級聯(lián)型變頻器。其中，功率單元級聯(lián)型變頻器因其完美的無諧波輸出和節(jié)能的特性，被廣泛地應(yīng)用到了很多工業(yè)領(lǐng)域中。
[0003]功率單元級聯(lián)型變頻器的可靠性在很大程度上取決于功率單元的可靠性。功率單元各器件出現(xiàn)問題時(shí)，都有可能造成功率單元無法正常工作。例如，功率單元中的IGBT器件頻繁地執(zhí)行導(dǎo)通和截止操作，在開通和關(guān)閉的時(shí)候都會(huì)有一定的功率損耗，這些損耗的功率轉(zhuǎn)化而成的熱量將會(huì)使得功率單元的溫度上升，在功率單元長時(shí)間運(yùn)行在散熱狀況不好的環(huán)境中時(shí)(例如，整機(jī)換風(fēng)通道出現(xiàn)問題，外部空氣環(huán)境溫度過高等因素均可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn))，往往可能造成元器件損壞。此外，IGBT器件的開通電壓大于一定的值時(shí)也會(huì)損壞IGBT器件自身。或者，某些情況下的電壓/電流的突變也有可能造成功率單元中元器件的損壞。
[0004]功率單元是高壓變頻器的基本單位，任何一個(gè)功率單元故障，將會(huì)導(dǎo)致高壓變頻器輸出電壓及輸出功率的不均衡，并且達(dá)不到電機(jī)所需要的額定電壓，甚至更有可能使高壓變頻器負(fù)載加重，導(dǎo)致相鄰功率單元的損壞，導(dǎo)致出現(xiàn)高壓變頻器整體故障。目前為提高高壓變頻器整機(jī)的可靠性，在檢測到某個(gè)功率單元發(fā)生故障時(shí)，直接將該功率單元旁路，使其與變頻器主電路相分離。
[0005]如圖1所示，在進(jìn)行旁路操作時(shí)，主控系統(tǒng)的控制板10經(jīng)由功率單元20的單元控制板21與單元旁路板22進(jìn)行通信，以將旁路指令下發(fā)到單元旁路板22，單元旁路板22驅(qū)動(dòng)旁路執(zhí)行元件23完成旁路動(dòng)作。但在該方案中，如果單元控制板21出現(xiàn)故障，則旁路指令下發(fā)的通道就被中斷，旁路指令無法到達(dá)單元旁路板22，則旁路動(dòng)作無法完成。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對上述高壓變頻器中因單元控制板故障而造成無法旁路功率單元的問題，提供一種新的單元級聯(lián)型高壓變頻器。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種單元級聯(lián)型高壓變頻器，包括主控系統(tǒng)控制板和多個(gè)功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執(zhí)行元件;所述主控制系統(tǒng)控制板包括多個(gè)第一光纖收發(fā)器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發(fā)器，且每一所述第一光纖收發(fā)器和一個(gè)第二光纖收發(fā)器通過光纖連接;所述主控系統(tǒng)控制板還包括多個(gè)第三光纖收發(fā)器;每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發(fā)器、光電轉(zhuǎn)換電路及狀態(tài)檢測電路，且所述旁路執(zhí)行元件連接到光電轉(zhuǎn)換電路;所述第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器通過光纖連接。
[0008]在本實(shí)用新型所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，所述高壓變頻器還包括移相變壓器，所述旁路執(zhí)行元件包括旁路接觸器及驅(qū)動(dòng)電路，且所述旁路接觸器的輸出端將功率單元連接到移相變壓器的輸出端。
[0009]在本實(shí)用新型所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，所述第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器通過兩根獨(dú)立的光纖連接。
[0010]在本實(shí)用新型所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，連接第一光纖收發(fā)器和第二光纖收發(fā)器的光纖與連接第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器的光纖位于同一套管內(nèi)。
[0011]本實(shí)用新型的單元級聯(lián)型高壓變頻器具有以下技術(shù)效果:通過分別在主控系統(tǒng)控制板和功率單元上增加光纖收發(fā)器，主控系統(tǒng)控制板可直接將旁路指令發(fā)送到功率單元的單元旁路板并直接從單元旁路板獲取狀態(tài)信息，即使功率單元的單元控制板故障也不影響旁路操作，保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全。
【附圖說明】
[0012]圖1是現(xiàn)有高壓變頻器中的旁路信號傳輸?shù)氖疽鈭D。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的單元級聯(lián)型高壓變頻器中旁路通訊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0015]如圖2所示，是本實(shí)用新型單元級聯(lián)型高壓變頻器中旁路通訊的結(jié)構(gòu)示意圖，上述單元級聯(lián)型高壓變頻器包括主控系統(tǒng)控制板30和多個(gè)功率單元40，且每一功率單元40包括單元控制板41、單元旁路板42和旁路執(zhí)行元件43，其中:主控制系統(tǒng)控制板30包括多個(gè)第一光纖收發(fā)器31，每一功率單元40的單元控制板41包括第二光纖收發(fā)器412，且每一第一光纖收發(fā)器31和一個(gè)第二光纖收發(fā)器412通過兩根光纖連接。主控系統(tǒng)控制板30可通過其中一根光纖向單元控制板41發(fā)送命令，并通過另一根光纖接收單元控制板41返回的狀態(tài)信息。
[0016]上述主控系統(tǒng)控制板30還包括多個(gè)第三光纖收發(fā)器33;而每一功率單元40的單元旁路板42上具有依次連接的第四光纖收發(fā)器424、光電轉(zhuǎn)換電路423及狀態(tài)檢測電路422，且旁路執(zhí)行元件43連接到光電轉(zhuǎn)換電路423;第三光纖收發(fā)器33和第四光纖收發(fā)器424通過光纖連接(例如兩根獨(dú)立的光纖)。這樣，主控系統(tǒng)控制板30可通過其中一根光纖向單元旁路板42發(fā)送旁路命令，并通過另一根光纖接收單元旁路板42返回的旁路執(zhí)行單元43的狀態(tài)信息。
[0017]上述單元級聯(lián)型高壓變頻器通過分別在主控系統(tǒng)控制板30和功率單元40上增加光纖收發(fā)器，主控系統(tǒng)控制板30可直接將旁路指令發(fā)送到功率單元40的單元旁路板42并直接從單元旁路板42獲取相關(guān)狀態(tài)信息，即使功率單元40的單元控制板41故障也不影響旁路操作，保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全。
[0018]在上述的單元級聯(lián)型高壓變頻器中，高壓變頻器還包括移相變壓器，旁路執(zhí)行元件43包括旁路接觸器及驅(qū)動(dòng)電路，且旁路接觸器的輸出端將功率單元連接到移相變壓器的輸出端。在單元旁路板42的第四光纖收發(fā)器424接收到主控系統(tǒng)控制板30的旁路命令時(shí)，光電轉(zhuǎn)換電路423將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，旁路執(zhí)行元件中的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)上述電信號驅(qū)動(dòng)旁路接觸器動(dòng)作，將該功率單元40旁路開。狀態(tài)檢測電路422搜集的狀態(tài)信號也經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換電路423、第四光纖收發(fā)器424直接上傳到主控系統(tǒng)控制板30，完成狀態(tài)反饋。
[0019]特別地，上述連接第一光纖收發(fā)器31和第二光纖收發(fā)器412的光纖與連接第三光纖收發(fā)器33和第四光纖收發(fā)器424的光纖可位于同一套管內(nèi)。這樣，在進(jìn)行接線時(shí)可避免接線雜亂。
[0020]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單元級聯(lián)型高壓變頻器，包括主控系統(tǒng)控制板和多個(gè)功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執(zhí)行元件;所述主控系統(tǒng)控制板包括多個(gè)第一光纖收發(fā)器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發(fā)器，且每一所述第一光纖收發(fā)器和一個(gè)第二光纖收發(fā)器通過光纖連接;其特征在于:所述主控系統(tǒng)控制板還包括多個(gè)第三光纖收發(fā)器;每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發(fā)器、光電轉(zhuǎn)換電路及狀態(tài)檢測電路，且所述旁路執(zhí)行元件連接到光電轉(zhuǎn)換電路;所述第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器通過光纖連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器，其特征在于:所述高壓變頻器還包括移相變壓器，所述旁路執(zhí)行元件包括旁路接觸器及驅(qū)動(dòng)電路，且所述旁路接觸器的輸出端將功率單元連接到移相變壓器的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器，其特征在于:所述第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器通過兩根獨(dú)立的光纖連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單元級聯(lián)型高壓變頻器，其特征在于:連接第一光纖收發(fā)器和第二光纖收發(fā)器的光纖與連接第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器的光纖位于同一套管內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種單元級聯(lián)型高壓變頻器，包括主控系統(tǒng)控制板和多個(gè)功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執(zhí)行元件；所述主控制系統(tǒng)控制板包括多個(gè)第一光纖收發(fā)器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發(fā)器；所述主控系統(tǒng)控制板還包括多個(gè)第三光纖收發(fā)器；每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發(fā)器、光電轉(zhuǎn)換電路及狀態(tài)檢測電路，且所述旁路執(zhí)行元件連接到光電轉(zhuǎn)換電路；所述第三光纖收發(fā)器和第四光纖收發(fā)器通過光纖連接。本實(shí)用新型通過分別在主控系統(tǒng)控制板和功率單元上增加光纖收發(fā)器，主控系統(tǒng)控制板可直接將旁路指令發(fā)送到功率單元的單元旁路板并直接從單元旁路板獲取狀態(tài)信息。
【IPC分類】H02M1/32, H02M5/00
【公開號】CN205265521
【申請?zhí)枴緾N201521086329
【發(fā)明人】曹公正
【申請人】蘇州匯川技術(shù)有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月23日