[发明专利]三电平高压大功率水冷变频器系统

权利要求书

1.一种三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，包括：全数字调节柜、基于双桥臂功率单元的变频器柜、水循环散热系统柜；所述全数字调节柜、基于双桥臂功率单元的变频器柜、水循环散热系统柜从左至右相互组装并柜形成一套完整的高压大功率水冷变频器系统。

2.根据权利要求1所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，所述的全数字调节柜包含核心控制模组、辅助供电系统、人机对话系统以及柜体，所述核心控制模组采用DSP+FPGA结构的矢量控制器，以32位数字型号处理器为核心；安装在全数字调节柜体前部；所述辅助供电系统用于为整个系统辅助控制提供稳定的运行电源，安装在柜体后部；所述人机对话系统采用触摸屏人机对话操作界面，安装在柜体前部中间位置。

3.根据权利要求1所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，所述的基于双桥臂功率单元的变频器柜包含柜体以及安装在柜体内的三组双桥臂功率单元模组、放电模组、传感器模组、备用拓展支撑电容模组，所述双桥臂功率单元模组安装在柜体前部；所述放电模组通过螺栓固定在柜体上部左侧，所述传感器模组通过螺栓固定在柜体上部右侧，所述备用拓展支撑电容模组设置在双桥臂功率单元模组上方。

4.根据权利要求3所述的的三电平高压大功率水冷变频器系统，所述双桥臂功率单元模组包含单元壳体组件以及设置在壳体内部的散热水冷板、功率器件、两项单桥臂交流叠层母线、直流支撑叠层母线和直流支撑电容；所述散热水冷板两侧，每侧均布一个桥臂的功率器件，安装一项单桥臂交流叠层母线，单独设计成一项三电平变频器桥臂；所述直流支撑叠层母线安装在两项单桥臂交流叠层母线上部，连接两项单桥臂交流叠层母线直流侧，直流支撑电容5安装在直流支撑叠层母线上。

5.根据权利要求1所述的三电平可拓展桥臂并联高压大功率水冷变频器，其特征在于：所述水循环散热系统柜包含水-风热交换器、主循环水泵、膨胀气囊、去离子系统及监测控制系统，所述主循环水泵、离子系统、补水泵通过系统管路采用螺栓、法兰连接方式固定安装在机芯框架下部，膨胀气囊、监测控制系统采用螺栓连接方式固定安装在机芯框架上部，水-风热交换器固定在室外进行热交换。

6.根据权利要求1所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，还包括励磁绕组柜，所述励磁绕组柜设置在全数字调节柜的另一侧。

7.根据权利要求6所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，所述励磁绕组系统柜包含可控硅整流模组、过压保护模组、阻容吸收模组、控制模组以及风冷散热系统；所述风冷散热系统设置在柜体的上方，所述控制模组设置在柜体内部，所述可控硅整流模组、过压保护模组、阻容吸收模组设置在控制模组的上方，所述可控硅整流模组、过压保护模组、阻容吸收模组、控制模组及风冷散热系统通过螺栓、导轨等连接方式固定安装在柜体相应位置。

8.根据权利要求7所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，所述可控硅整流模组包括模组风道框架、六支可控硅晶闸管、六个可控硅散热器、快速熔断器、电流传感器及连接铜排；所述模组风道框架，采用绝缘材料，整体设计成三路散热风道，与柜体风道配合形成一个完整的散热循环回路；所述1支可控硅晶闸管和1个可控硅散热器组装在一起形成一个模块，六个模块沿着模组风道框架滑道安装；所述快速熔断器安装在可控硅整流模组前侧；所述可控硅散热器下部模组风道框架风道内增加RC阻容吸收回路；所述可控硅晶闸管、可控硅散热器、快速熔断器、电流传感器通过连接铜排相互连接，整体与风道设计成一个可控硅整流装配模组，安装在柜体上部。

9.根据权利要求7所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，所述可控硅整流模组采用三相6脉冲拓扑结构，所述过压保护模组由压敏电阻、快速熔断器组成过压保护电路，模组化设计方便安装维护，连接在系统交流侧，所述控制模组由光纤控制板、继电器、开关电源、绝缘监视仪组成，所有电子元器件组装在一个安装板上，形成一个控制模组，所述的风冷散热系统由大功率散热风机、负压检测传感器、柜体风机罩、风道组成；所述散热风机选取大散热功率的风机，安装在柜体风机罩内，提供励磁绕组系统柜完整的负压散热循环；所述负压检测传感器设计安装在风道内，检测风机是否正常运行；所述风冷散热系统为整个系统运行提供一个更稳定的工作环境。

10.根据权利要求9所述的三电平高压大功率水冷变频器系统，其特征在于，所述三电平高压大功率水冷变频器系统采用双桥臂功率单元模组内部左右桥臂并联、双桥臂功率单元模组并联或基于双桥臂功率单元的变频器柜方式的一种或多种组合。