[发明专利]10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路及方法

说明书

本发明的10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路，由主控板、电源模块和N个电压采集通信板组成，N个电压采集通信板分别对N个逆变单元输入侧的直流电压进行采集；主控板与首端电压采集通信板之间、两相邻电压采集通信板之间均通过光纤相通信，每个电压采集通信板上均设置有对其供电的高频磁环供电单元，电源模块经耐10kV电压电缆对每个电压采集通信板的供电。本发明的直流母线电压采集电路及方法，电源模块经穿过高频磁环供电单元的耐10kV电压电缆对每个电压采集通信板进行供电，实现了电源模块与电压采集通信板之前，以及各电压采集通信板之间的供电回路的高电压隔离，解决了目前为电压采集电路供电难的问题。

技术领域

本发明涉及一种直流母线电压采集电路及方法，更具体的说，尤其涉及一种10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路及方法。

背景技术

目前，10kV高压变频一体机为了更小的体积、更高的电能转换效率，采用了新式的拓扑结构。新式拓扑结构包括输入电抗器，整流单元，直流母线滤波，多个串联的逆变单元和多输入端的电动机。从电网引入10kV高压电接入输入电抗器，通过输入电抗器接到整流单元的输入，通过整流单元的整流后得到直流母线电压，直流电压再通过直流母线滤波后接到多个逆变单元串联的逆变器上，各逆变单元的输出再接到多输入端的电动机的电源输入端，这样就形成10kV高压变频电机一体机的电气拓扑结构。

直流母线滤波后接到多个串联的逆变单元，整个高压母线被分成多个串联的直流母线。因为各逆变单元工作的不一致性，以及负载的不一致性等原因，串联的直流母线会出现不均压现象，影响整机运行，因此必须对串联的直流母线进行分别采集，并上传到主控系统，通过主控系统实现均压控制。

10kV电网电压整流之后，直流母线大概14140V，串联的逆变器一般在5个以内，以4个逆变器串联为例，串联分压后单个直流母线3535V。设计时必须考虑1.2倍过压，单个直流母线将达到4242V，4个串联后整个母线达到16968V。为了主控系统和操作人员安全，对串联的各直流母线电压进行采集，必须与主控系统、壳体实现高电压隔离。由于各直流母线是串联关系，各直流母线电压的采集单元或模块相互之间也要实现高电压隔离。另外由于直流母线电压太高，很难通过DC/DC变换电路从直流母线上为采集单元或模块供电。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路及方法。

本发明的10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路，10kV高压变频一体机由输入电抗器、整流单元、N个逆变单元和多绕组电动机组成，整流单元的交流输入端经输入电抗器接于10kV交流电上，输出端形成直流母线电压，N个逆变单元串联后的两端接于直流母线电压上，每个逆变单元的输入端均接有直流母线滤波电容；直流母线电压采集电路由主控板、电源模块和N个电压采集通信板组成，N个电压采集通信板分别对N个逆变单元输入侧的直流电压进行采集；其特征在于：所述主控板与首端电压采集通信板之间、两相邻电压采集通信板之间均通过光纤相通信，组成串联通信回路，每个电压采集通信板上均设置有对其供电的高频磁环供电单元，电源模块上设置有穿过高频磁环供电单元的耐10kV电压电缆，电源模块通过向耐10kV电源电缆通入低压高频信号来实现对每个电压采集通信板的供电；所述电压采集通信板采用分时复用的通信方式将所采集的直流母线电压发送至主控板。

本发明的10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路，所述电压采集通信板由电压衰减电路、A/D转换电路、数字编码电路、光纤通信接收电路和光纤通信发射电路组成，电压衰减电路的输入端接于逆变单元输入侧的直流母线电压上，输出端与A/D转换电路的输入端相连接；A/D转换电路的输出端与数字编码电路相连接；光纤通信接收电路的输入端经光纤与后端相邻电压采集通信板的输出端相连接，输出端与数字编码电路相连接，光纤通信发射电路的输入端与数字编码电路的输出端相连接，输出端与前端相邻电压采集通信板或主控板的输入端相连接。