[发明专利]具有模块化空间结构的高压变频器变流单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压变频器变流单元，应用于多电平单元串联叠加型高压变频器中的功率换流系统中。

背景技术

在“十一五”十大重点节能工程之电机系统节能工程中，应用高压变频器对大功率高压电机进行调速运行而节能就是其中的重要一项。高压变频器技术随着功率器件性能的发展而成熟，其核心器件就是强制可开关器件，在此基础上的10KV电压等级的高压变频器中，成熟应用的就是多电平单元串联叠加型高压变频器，采用强性开关电力电子器件制作的独立的变流单元就是高压变频器的核心，每一个变流单元的稳定都决定着整套高压变频器的稳定。

多电平单元串联叠加型拓朴的变频器中的变流单元，是在叠加电平上进行频率变换运行的装置，其电源环境，散热环境均十分恶劣。要应用的电压等级越高，则在每个回路中串起的变流单元越多，其电磁环就越恶劣，对变流单元的性能要求就越高。由于其电源与工作环境，其控制地电平对外部随叠加电平的变化而整体变化，这时对变流单元内的智能控制统则要求一个相对洁静的电磁环境，即将主回路上高电压产生的磁块的环境与控制芯片电源的低压回路相互隔离，其相互隔离的效果将决定其电磁干扰的程度。对应于功率电力电子器件的散热，其散热结构的合理性，将决定其散热效果的好坏与功率器件的稳定运行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种抗电磁干扰、高低压回路隔离、散热性能好的高压变频器变流单元，为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

该变流单元由设置在框架结构内且相互隔离的以下模块化空间组成：高压整流空间、高压平波储流空间、高压逆变空间、输出旁路空间、低压智能屏蔽空间和功率器件驱动回路空间；交流电压接入高压整流空间，高压整流空间将交流电压转化为脉动直流电压；从高压整流空间出来的脉动直流电压接入高压平波储流空间，高压平波储流空间将脉动直流电压转化为稳定直流电压，同时扼制浪涌电流；从高压平波储流空间出来的稳定直流电压接入高压逆变空间，高压逆变空间将稳定直流电压转化为频率可调节的正弦交流电压；高压逆变空间同时连接功率器件驱动回路空间和输出旁路空间，功率器件驱动回路空间输出驱动信号至高压逆变空间，输出旁路空间实现旁路功能；功率驱动回路空间与低压智能屏蔽空间相连，低压智能屏蔽空间对变流单元各空间进行监控，运行逻辑驱动，实现信号输入与输出。

框架结构内由主壳体、屏蔽板、板支架、弯形侧板和直形侧板组成，它们与散热器、电解电容组以及风道架形成多通道风冷空间。

高压整流空间内设置全桥整流模块和功率输入保险。

高压平波储流空间内设置输入扼流电感、电解电容组、均压功率电阻，其中输入扼流电感采用NP29材质的H型磁环二块安装于专用的固定安装盒内构成，电解电容组用6只450V的电解电容，以三串两并的布局排列形成一个稳定的电容组结构体。

高压逆变空间内设置IGBT模块和谐波吸收电容。

功率驱动回路空间内设置功率驱动模块和驱动回路线，功率驱动模块通过驱动回路线连接IGBT模块。

输出旁路空间内设置旁路扼流电感和旁路接触器。

低压智能屏蔽空间内设置控制输入保险、温度报警器、控制变压器和智能控制板。

在空间构架方面，该交流单元采用立体功能模块化空间架构组合，电解电容可独立拆卸，扼流缓冲采用独创的扼流电感，多回路流量配比强制风冷结构，具有强大的抗电磁干扰空间布置。在电气配置方面，该交流单元具用完备的电气保护功能，能扼制加电流与旁路浪涌，控制电气空间与功率电气空间相互分离，从而变流单元在恶劣的电源环境下稳定运行。因此本发明具有空间构架合理、抗电磁干扰能力强、散热性能好、安全性能高的特点。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图；

图2为本发明的电路图；

图3为本发明立体空间模块组合爆炸图；

图4本发明框架多通路风冷结构图；

图5为本发明输入扼流电感结构图；

图6为本发明旁路扼流电感结构图；

图7为本发明电解电容组结构外形图；

图8为本发明整流回路结构外形图；

图9为本发明逆变回路结构外形图；

图10为本发明功率回路结构外形图。

图11为本发明控制回路结构外形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述：