[发明专利]一种高压变频装置的旁路交叉控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压变频装置的控制电路。

背景技术

目前，随着电力电子技术、控制技术、信息技术等发展，高压变频器得到了快速发展与广泛应用。电力、冶金、化工、市政、煤炭等行业对高压变频器的可靠性要求都非常高，不允许高压变频器故障停机。而现在主流高压变频器的拓扑结构为功率单元串联式，即由多个低压功率单元输出叠加形成高压，功率单元数量多，器件更好，变频器的故障多发生在功率单元上，为了减少不正常停机，大多厂家已经开发了功率单元旁路功能。

功率单元旁路方案由多种，其中一种旁路电路由并联在功率单元输出的二极管整流桥和晶闸管或其它类似的电子开关器件构成，整流桥的交流输入与功率单元输出相连，整流桥输出与晶闸管相连，当功率单元故障时，封锁逆变桥的驱动脉冲，同时触发晶闸管，使得功率单元所在相的相电流流经二极管整流桥和晶闸管组成的旁路电路，此时故障功率单元被旁路切除，该旁路装置结构简单，体积小，然而存在以下问题：一，当功率单元功率开关器件如IGBT控制脉冲被封锁或功率单元输出电压为零电压时，旁路装置中的晶闸管两端电压为零，此时若控制IGBT使得功率单元输出电平，功率单元的直流电压会直接加在晶闸管两端，使得晶闸管两端的dv/dt超过其承受能力，易导致误导通，引发功率单元故障；二，由于旁路装置和功率单元装置均由电子开关器件组成，具有同类型产品共同的缺陷，如当过电压时某一器件烧损同时引起另一器件损坏，使整个系统可靠性降低；三，当前旁路控制大多由功率单元控制板控制，当功率单元控制板发生故障时，该功率单元不能正常工作，也无法被功率单元控制板控制旁路。

另一种旁路方式由并联在功率单元输出的接触器和控制接触器的旁路控制板组成，旁路控制板往往与功率单元本身相连，每个功率单元的接触器独立控制。此种方案解决了开关器件易损坏的问题，但是由于旁路控制板与功率单元本身相连，同样存在当功率单元故障时，独立控制的旁路控制板往往也无法正常工作而无法旁路的问题。

　　还有一种旁路方式也是由并联在功率单元输出的接触器完成，但功率单元功率单元的接触器由一块旁路控制板集中控制，此方案解决了独立控制中存在的当功率单元故障时经常无法旁路的问题，但是由于功率单元对地电压是系统电压，所以对接触器和从各功率单元连接到集中旁路控制板的控制线提出了耐压和走线要求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种高压变频装置的旁路交叉控制电路及控制方法，以达到工作可靠、稳定，且耐压要求低的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种高压变频装置的旁路交叉控制电路，高压变频装置设偶数个功率单元及与功率单元相连的旁路控制电路，每一功率单元包括整流电路、滤波电路、H桥逆变电路，其特征在于：旁路交叉控制电路至少包括一用于控制功率单元旁路的控制组，一控制组包括由第一功率单元供电的第一旁路控制板、由第二功率单元电供电的第二旁路控制板、第一旁路接触器及第二旁路接触器，所述的第一旁路接触器、第二旁路接触器的主触头分别与第二功率单元、第一功率单元连接，所述的第一旁路接触器、第二旁路接触器的线圈分别与第一旁路控制板、第二旁路控制板连接。两个相连功率单元互相控制旁路接触器，当一个功率单元故障时，相邻功率单元控制故障功率单元的旁路接触器动作，保证故障功率单元能被有效旁路。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

连接同一控制组的第一功率单元、第二功率单元为相邻功率单元。由于是相邻功率单元，接触器的控制回路与主触头间的耐压要求为两功率单元间的耐压要求，而不是系统耐压，比较容易实现耐压要求。

第一旁路控制板、第二旁路控制板分别与第一功率单元、第二功率单元的直流母线相连以获取电源。

第一旁路控制板、第二旁路控制板分别与第一功率单元、第二功率单元的三相输入中任意两相连接以获取电源。

第一旁路接触器、第二旁路接触器的两个或三个主触头分别与第二功率单元、第一功率单元输入端的任意两相或三相连接。