[实用新型]一种基于高压变频器的内置旁路控制拓扑结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压变频器技术领域，特别涉及一种基于高压变频器的内置旁路控制拓扑结构。

背景技术

我国能源生产和能源消费已列世界前茅，但是仍满足不了工业生产和人民生活发展的需要，所以在能源非常紧张的今天，如何节约能源变得非常重要。而我国工业用高压大功率交流电机目前大部分采用直接恒速拖动，能源浪费巨大。如采用采用变频调速技术运行，节能效果非常的明显。因此，高压大容量交流电机变频调速节能系统的研发及应用，对我国工业降低单产能耗具有重大意义。200KW的大中功率的传动设备占市场的70％以上，国内电压等级为6KV和10KV，由于受功率器件的耐压水平和载流能力的限制，此电压等级的高压变频器多采用多电平变换及相关技术，其中单相H桥级联多电平逆变器由于控制相对简单，不用考虑中点电压平衡问题，易于实现多电平，改善输出电压谐波，方便模块化设计等优点，在工业上获得不错的应用效果。

H桥功率单元级联型高压变频器中的H桥级联多电平逆变器采用多组低电压小功率IGBT构成的功率单元串联形成高压输出，由于采用的是功率单元串联，因此不存在元件之间的动态和静态均压问题，并且功率单元是模块化的结构，便于更换和维护。各功率单元由一个多绕组的隔离变压器供电，并以高速微处理器和光纤实现控制和通讯。

由于采用多个功率单元串联构成高压输出的方式，功率单元的故障率是最高的。有效地保护功率单元稳定可靠的运行是非常必要的，单元旁路技术由此应运而生。

高压变频器功率单元旁路装置是用于实现故障情况下高压变频器仍可以切除故障单元继续工作，完成现场生产任务的目的。

现有技术中的高压变频器功率单元旁路装置一般都是外接于变频器的，故障时需要从外部进行切换，并且外置设备需要占用空间和进行外部连线，使用时很不方便。采用内置的旁路，相较于外置旁路而言，无需外部连线和占用外部空间，简单方便。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种基于高压变频器的内置旁路控制拓扑结构，采用内置的旁路接触器，在变频器的功率单元出现故障时，由变频器的功率单元控制板直接控制内部的旁路接触器对功率单元输出端进行短接，将故障的功率单元进行旁路。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种基于高压变频器的内置旁路控制拓扑结构，所述的高压变频器为H桥功率单元级联型高压变频器，所述的内置旁路包括功率单元控制板、旁路驱动板、旁路变压器、旁路接触器。

所述的旁路接触器的常开触点并联连接于所述的H桥功率单元级联型高压变频器的功率单元输出端。

所述的旁路驱动板分别通过控制信号端口连接功率单元控制板、通过电源端口连接旁路变压器、通过驱动信号端口连接旁路接触器的线圈；旁路驱动板接收功率单元控制板的旁路控制信号，驱动旁路接触器的线圈的吸合和断开，在功率单元故障时闭合旁路接触器的常开触点，将故障的功率单元输出端短接。

所述的旁路变压器一次侧连接于高压变频器功率单元电源输入端熔断器的前端，二次侧连接于旁路驱动板的电源端口上。

所述的旁路驱动板内部电路包括整流电路、电压转换电路和接触器吸合反馈电路；所述整流电路的输入端连接于电源端口上，整流电路输出端连接电压转换电路输入端，电压转换电路输出端连接接触器吸合反馈电路，接触器吸合反馈电路的控制端连接控制信号端口，输出端连接驱动信号端口。

所述的接触器吸合反馈电路由电压比较器LM293构成，通过控制信号端口将接触器的吸合状态信息反馈给功率单元控制板。

所述的功率单元控制板为原有高压变频器的功率单元控制板进行的改进，在其原有主控芯片管脚上增加一路输出信号端，所增加一路输出信号线通过继电器连接至功率单元控制板的输出端口，并通过此输出端口连接至旁路驱动板的控制信号端口上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种基于高压变频器的内置旁路控制拓扑结构，采用内置的旁路接触器，在变频器的功率单元出现故障时，由变频器的功率单元控制板直接控制内部的旁路接触器对功率单元输出端进行短接，将故障的功率单元进行旁路。

2、本实用新型的一种基于高压变频器的内置旁路控制拓扑结构，旁路变压器的一次侧连接在高压变频器功率单元电源输入端熔断器的前端，能够保证在功率单元发生故障时，如果发生功率单元电源输入端熔断器烧断的情况，也不影响旁路接触器线圈供电，保证旁路可靠性。