[发明专利]一种无谐波高压变频器

说明书

技术领域

本发明属于一种高压变频器。

背景技术

目前，传统的高压变频器谐波污染大，谐波不仅消耗无功，增加线损，影响继电保护可靠运行，使电机产生附加力矩及损耗，对弱电系统进行干扰，而且还会使电网电压发生严重畸变，甚至发生电力系统安全事故。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无谐波高压变频器。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种无谐波高压变频器，包括隔离变压器和变频器。

所述无谐波高压变频器高压变频器，它是每相由多个低压变频功率单元相互串联，通过叠加来实现高压输出。给功率单元供电的二次绕组互相存在一个相位差，以实现输入电压多重化。

所述功率单元为一三相输入单相输出的PWM型变频器。由二极管组成三相桥式整流电路，整流后由4只低压IGBT逆变成单相交流输出。

这种变频器输出电压跳变台阶为单元的直流母线电压，电压变化率很小，同时由于采用移相式PWM，电机电压的等效开关频率大大提高，且输出电平数增加。这种变频器对电机无特殊要求，可直接用于任何普通高压电机，且不必降低额定容量使用，对输出电缆长度也没有特殊限制。

有益效果：本发明所述无谐波高压变频器，与普通高压变频器相比，谐波污染小，可靠性高，损耗小，性能好，使用方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明实施电路图。

具体实施方式

本发明公开了一种无谐波高压变频器。

这种高压变频器，它是每相由多个低压变频功率单元相互串联，通过叠加来实现 高压输出。给功率单元供电的二次绕组互相存在一个相位差，以实现输入电压多重化。6千伏无谐波高压变频器为例，每相由6个功率单元串联，三相共有18个功率单元，分别由输入隔离变压器的18个二次绕组供电，18个二次绕组分成6组，每组之间存在10°相位差，形成相当于36脉冲整流。由于输入是36脉冲，所以理论上35次以下的谐波都可以抵消，能够在各种速度范围内获得比较满意的正弦波电压和正弦波电流，电压总畸变率只有1.2％，电流总畸变率仅为0.8％，不必采用输入滤波器，就能满足IEEE519-1992的严格要求。

功率单元为一三相输入单相输出的PWM型变频器。由二级管组成三相桥式整流电路，整流后由4只低压IGBT逆变成单相交流输出。由于使用常规的低压IGBT，驱动电路简单，技术成熟可靠。这种高压变频器，由于采用模块化结构，所用功率单元完全相同，可以互换，每个功率单元与系统的联系仅为3个交流输入端子、2个交流输出端子和一个光纤插头，单元维修更换十分方便。不仅如此，由于采用功率单元串联结构，可以通过快速功率单元旁路技术和功率单元冗余设计，使系统的可靠性大大提高。无谐波高压变频器能自动在250ms内旁路掉发生故障的功率单元，使变频器系统正常运行。另一个增强完美无谐波高压变频器可靠性特点的是其控制方式。工艺容差保护策略是全新工艺控制系统。在发生故障时，该策略提供分级系统警告，而非变频器跳闸并自动关闭系统。该控制方式允许在一定的时间内判断情况，并作出相应的响应，避免系统关闭，实现系统最大限度的不间断运行。此外，这种变频器系统可承受-30％电源电压下降，降载运行而不跳闸、防止失速，超负载时自动降载运行、瞬停再起功能、过电流、短路、接地、过压、欠压、过载、过热、缺相、高压柜门连锁保护、冷却系统故障保护、控制电源故障保护等多种控制和保护功能，大大提高了系统的安全可靠性。

传统的变频器拥有5个独立部件，即输入滤波器、功率因数补偿、隔离变压器、逆变装置和输出滤波器。而完美无谐波高压变频器的主要部分仅需隔离变压器和变频器，无需功率因数补偿装置、谐波滤波器等，结构简单，同时由于谐波分量很小，由谐波引起电源变压器到电机的损耗大为减少，再加上IGBT驱动功率很小，峰值功率为5瓦左右，平均功率不到1瓦，开关频率较低，且不必采用均压电路和吸收电路，使变频部分效率高98.5％，包括输入隔离变压器在内的整个变频系统的效率高达97％。