[发明专利]一种制动单元及电力变换设备

说明书

技术领域

本发明涉及电子电力领域，具体涉及一种制动单元及电力变换设备。

背景技术

目前，电力变换设备(如变频器、列车牵引逆变器等)已广泛应用于电机控制领域。电机在某一些应用场景中(如减速、下放重物等)会将机械能转化为电能，此时将导致电力变换设备的母线电压升高，若不采取措施，将会导致电力变换设备过压故障。为了防止电力变换设备过压故障，通常会给电力变换设备额外配置制动单元，该制动单元中的制动电阻可以消耗掉多余的能量，从而保证电力变换设备的安全运行。

常见的制动单元的电路图如图1所示，该制动单元主要由电容C1、二极管D1、开关管Q1、B1电路网络、B2电路网络以及制动电阻R组成；其中，DC+表示电力变换设备的母线电压的高电位，DC-表示电力变换设备的母线电压的低电位，即电力变换设备的母线电压直接加载在电容C1两端；制动电阻R一端通过B1电路网络电连接D1负极，另一端通过B2电路网络电连接D1正极；开关管Q1基极用于接收驱动脉冲P。在Q1导通时，制动电阻R即可消耗掉母线电压升高所产生的多余能量。

实践中发现，图1所示的制动单元通常应用于低于或等于690V电压的电力变换设备，而对于1140V、2300V、3300V等中压电力变换设备则要求开关管Q1的耐压很高(如3300V)，而耐压很高的开关管的成本是很昂贵的，从而增加整体系统的成本。

发明内容

本发明提供了一种制动单元及电力变换设备，该制动单元可应用于1140V、2300V、3300V等中压电力变换设备，而且整体系统的成本低。

一种制动单元，包括：

第一电容C1(11)、第二电容C2(12)、第一开关管Q1(13)、第二开关管Q2(14)、第一钳位二极管D1(15)、第二钳位二极管D2(16)以及制动电阻R(17)；

其中，C1(11)和C2(12)的电容量相同；C1(11)一端用于与电力变换设备的母线电压高电位端电连接，C2(12)一端用于与电力变换设备的母线电压低电位端电连接，C1(11)另一端与C2(12)另一端电连接；

其中，Q1(13)控制脚与开关管驱动脉冲输出端电连接，Q1(13)集电极与所述电力变换设备的母线电压高电位端电连接，Q1(13)发射极与D1(15)负极电连接，D1(15)正极与D2(16)负极电连接；D2(16)正极与Q2(14)集电极电连接，Q2(14)发射极与所述电力变换设备的母线电压低电位端电连接，Q2(14)控制脚与开关管驱动脉冲输出端电连接；R(17)一端电连接Q1(13)发射极，另一端电连接Q2(14)集电极；C1(11)和C2(12)电连接中点与D1和D2的电连接中点电连接。

相应地，一种电力变换设备，包括上述的制动单元；其中，电力变换设备的母线电压高电位端电连接所述制动单元中的所述C1(11)一端，所述电力变换设备的母线电压低电位端电连接所述制动单元中的所述C2(12)一端。

另一种制动单元，包括：

第一电容C1(11)、第二电容C2(12)、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT模块1(22)、第二绝缘栅双极型晶体管IGBT模块2(23)以及制动电阻R(17)；

所述第一绝缘栅双极型晶体管IGBT模块1(22)包括第一开关管Q1(221)、第二开关管Q2(222)、第一续流二极管D(223)以及第二续流二极管D(224)；

所述第二绝缘栅双极型晶体管IGBT模块2(23)包括第三开关管Q3(231)、第四开关管Q4(232)、第三续流二极管D(233)以及第四续流二极管D(234)；

其中，C1(11)和C2(12)的电容量相同；C1(11)一端用于与电力变换设备的母线电压高电位端电连接，C2(12)一端用于与电力变换设备的母线电压低电位端电连接，C1(11)另一端与C2(12)另一端电连接；

其中，Q1(221)控制脚与开关管驱动脉冲输出端电连接，Q1(221)集电极与所述电力变换设备的母线电压高电位端电连接，Q1(221)发射极与D(223)正极电连接，D(223)负极与Q1(221)集电极连接；Q1(221)发射极与Q2(222)集电极电连接，Q2(222)发射极与D(224)正极电连接，D(224)负极与Q2(222)的集电极电连接；