[实用新型]功率单元和电机驱动系统

说明书

本公开的实施例涉及功率单元和电机驱动系统。该功率单元包括：转换单元，被配置为将输入电压经过调制后输出；检测单元，被配置为响应于检测到该转换单元的异常而输出故障信号；旁路单元，被配置为响应于该检测单元输出该故障信号而将该功率单元从由多个该功率单元串联组成的电路中旁路；其中该旁路单元为双向全控开关器件。在此提出的功率单元提高了系统的鲁棒性，减小了旁路单元的体积，降低了电路成本。

技术领域

本实用新型的实施例总体上涉及功率单元和电机驱动系统，并且更具体地，涉及用于中/高压变频器的功率单元和电机驱动系统。

背景技术

现有的中压变速驱动器中通常使用诸如晶闸管之类的半控型器件来实现旁路功能。但是在实际应用中，由于晶闸管对于其两端电压随时间的变化du/dt和流过其的电流随时间的变化di/dt比较敏感而容易发生故障或误动作。利用晶闸管实现的旁路单元还需要额外的整流器以实现双向导通，导致旁路单元体积较大。同时，由于晶闸管不能通过控制而被关断，导致利用晶闸管实现的旁路单元的拓扑和驱动电路十分复杂且存在安全隐患。

实用新型内容

本公开的实施例提供了一种功率单元和电机驱动系统，以全控型器件代替半控型器件，从而至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

在本公开的第一方面，提供了一种功率单元。该功率单元包括：转换单元，被配置为将输入电压经过调制后输出；检测单元，被配置为响应于检测到该转换单元的异常而输出故障信号；旁路单元，被配置为响应于该检测单元输出该故障信号而将该功率单元从由多个该功率单元串联组成的电路中旁路；其中该旁路单元为双向全控型开关器件。

根据本公开的实施例，通过以双向全控型开关器件代替半控型器件实现旁路单元，提高了系统的鲁棒性。同时，本公开的旁路单元无需额外的整流器，减小了旁路单元的体积，简化了旁路单元的拓扑和驱动。与以半控型器件实现的旁路单元相比，本公开的旁路单元使用较少的器件来实现，从而节约了电路成本。

在一个实施例中，该转换单元为变频电路，包括：整流电路，被配置为接收输入电压，并将该输入电压整流成直流电压；逆变电路，被配置为接收该直流电压，并将该直流电压逆变成交流电压输出。在这样的实施例中，通过该转换单元可以将输入电压转换成期望的输出电压，以实现中压变速驱动器甚至高压变速驱动器。

在一个实施例中，该整流电路包括：第一二极管，该第一二极管的阳极连接该输入电压的第一相输入，该第一二极管的阴极连接该整流电路的正输出端；第二二极管，该第二二极管的阳极连接该输入电压的第二相输入，该第二二极管的阴极连接该整流电路的该正输出端；第三二极管，该第三二极管的阳极连接该输入电压的第三相输入，该第三二极管的阴极连接该整流电路的该正输出端；第四二极管，该第四二极管的阴极连接该输入电压的第一相输入，该第四二极管的阳极连接该整流电路的负输出端；第五二极管，该第五二极管的阴极连接该输入电压的第二相输入，该第五二极管的阳极连接该整流电路的该负输出端；第六二极管，该第六二极管的阴极连接该输入电压的第三相输入，该第六二极管的阳极连接该整流电路的该负输出端；电容，该电容的一端连接该整流电路的正输出端，该电容的另一端连接该整流电路的负输出端。在这样的实施例中，能够实现对三相电的不控整流，以最简单的电路实现三相交流电到直流电的转换。

在一个实施例中，该逆变电路包括：第一IGBT，该第一IGBT的漏极连接该整流电路的正输出端，该第一IGBT的源极连接该转换单元的第一输出端；第二IGBT，该第二IGBT的漏极连接该整流电路的正输出端，该第二IGBT的源极连接该转换单元的第二输出端；第三IGBT，该第三IGBT的源极连接该整流电路的负输出端，该第三IGBT的漏极连接该转换单元的该第一输出端；第四IGBT，该第四IGBT的源极连接该整流电路的负输出端，该第四IGBT的漏极连接该转换单元的该第二输出端。在这样的实施例中，能够可靠地将直流电逆变成所需的交流电输出。