[实用新型]一种高压变频器制动电路拓扑结构

说明书

本实用新型为一种高压变频器制动电路拓扑结构，其特征在于：所述高压变频器为功率单元级联式三相高压变频器，包含输入多绕组变压器和功率单元组件，功率单元组件包含不具有抑制直流母线电压泵升功能的I型功率单元和具有抑制直流母线电压泵升功能的II型功率单元，分为3组，每组至少包含两个功率单元，且其中至少有一个为II型功率单元，每组功率单元通过其交流输出端子T1，T2依次串联连接，串联连接后的电路一端作为高压变频器的输出端，另一端则将3组连接在一起后作为所述高压变频器的中心节点NP，采用直流环节斩波能耗制动方式或采用有源整流方式实现制动。本实用新型系统结构简单，成本低，适用于仅需要较小制动功率的应用场合。

技术领域

本实用新型涉及一种高压变频器制动电路拓扑结构，特别是公开一种功率单元级联式高压变频器的制动拓扑，应用于电机变频驱动领域。

背景技术

目前，国内的高压变频器以功率单元级联式拓扑为主，采用此种拓扑的高压变频器具有功率单元结构简单，输入输出谐波小，容易实现高电压输出等优点。功率单元是该拓扑高压变频器的核心部件，一般有3种基本型式：1）二极管整流+H桥逆变；2）二极管整流+直流斩波制动+H桥逆变；3)带能量回馈功能的有源整流+H桥逆变。其中型式1）的功率单元结构简单，成本较低，但是不具有抑制直流母线电压泵升的功能，本实用新型中称为I型功率单元；型式2）和3）的功率单元具有抑制直流母线电压泵升的功能，但是结构较I型功率单元复杂，且成本也较高，本实用新型中称为II型功率单元。

目前已有的产品或文献中，单元级联式高压变频器的核心控制系统对每个功率单元采取相同的控制策略，导致单套高压变频器中的每个功率单元吸收的制动功率基本一致，在电机作为发电机运行时，每个功率单元均需要吸收制动能量，也就均需要抑制直流母线电压泵升的功能，因此无法实现I型功率单元和II型功率单元混用，导致在某些应用场合达不到优化配置。例如在电机需要快速制动的场合，通常的做法是每个功率单元均采用II型功率单元，导致单元和整机结构复杂，成本高昂。也有部分产品为了简化变频器结构，采用II型功率单元中型式2）的功率单元，然后将每个直流斩波制动器或其中的制动电阻集中配置于单独的制动柜中，但是需要将每个单元的直流端引出，电缆数量众多，且需要处理好每组制动组件之间的绝缘问题，导致制动柜设计复杂，成本也高。在某些应用场合，并不需要很大的制动功率，如制动功率仅需要额定功率5%~30%的应用场合，仍然采用上述传统方案，导致变频器结构复杂，成本高昂。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，公开一种高压变频器制动电路拓扑结构，适用于功率单元级联式高压变频器。在不需要全功率制动的应用场合,单套变频器可以实现I型功率单元和II型功率单元混用，即部分单元采用I型功率单元，部分单元采用II型功率单元。在采用II型功率单元中型式2）的功率单元时，可以将斩波制动器集中布置，从而使得整机系统结构简单，成本低。

本实用新型是这样实现的：一种高压变频器制动电路拓扑结构，其特征在于：所述高压变频器为功率单元级联式三相高压变频器，包含输入多绕组变压器和功率单元组件，所述功率单元组件包含n个功率单元，其中n为自然数，且n≥6。所述的n个功率单元中包含有m个II型功率单元，其余为I型功率单元，其中m为自然数，且n> m≥3。所述的I型功率单元为不具有抑制直流母线电压泵升功能的功率单元，所述的II型功率单元为具有抑制直流母线电压泵升功能的功率单元，每个所述的功率单元有三个交流输入端子，分别为R、S、T，两个交流输出端子，分别为第一交流输出端子T1，第二交流输出端子T2，所述的输入多绕组变压器为三相多绕组变压器，所述多绕组变压器的原边作为所述高压变频器的输入端，所述多绕组变压器设有n个与所述的n个功率单元的交流输入端分别一一对应连接的副边绕组，所述的n个功率单元分为3组，每组至少包含两个功率单元，且其中至少有一个为II型功率单元，每组功率单元通过各自的第一交流输出端子T1，第二交流输出端子T2依次串联连接，串联连接后的电路一端作为高压变频器的输出端，而 3组功率单元串联连接后的另一端则连接在一起，作为所述高压变频器的中心节点NP。所述高压变频器的电压等级为3~35kV。