[发明专利]一种高频矩阵式轻量型全封闭高压变频装置

说明书

本发明公开了一种高频矩阵式轻量型全封闭高压变频装置，包括与电网输入侧连接的高压电源，高压电源通过线缆依次电连接有输入保护单元、输入滤波单元、变频单元及主控制器，变频单元的输出端还通过线缆依次电连接有输出滤波单元和输出保护单元，输出保护单元通过线缆电连接高压电机输出侧，主控制器还通过线缆电连接有散热单元。本发明的一种高频矩阵式轻量型全封闭高压变频装置，节省了整流单元，使用少量高频IGBT，显著降低成本；系统直接承受高压，实现了无变压器式结构，消除了变压器损耗，大幅度提高系统效率；实现了集装箱式橇装，达到了单橇运输要求；结构为全封闭自循环散热形式，减小了外部污染物对装置的影响，提高了安全可靠性。

技术领域

本发明属于自动化控制装置技术领域，涉及一种高频矩阵式轻量型全封闭高压变频装置。

背景技术

变频驱动设备广泛应用于冶金、石油等行业的各种工程机械控制领域，可以有效提高工艺水平和产品质量，减少设备的冲击和噪声，节能减排，延长设备使用寿命，简化系统，方便操作和控制，提高整个产品性能。

近年来高压大功率驱动系统需求持续上升，高电压等级下的IGBT绝缘栅双极型晶体管数量较少，价格昂贵，传统中高压传动系统常采用交-直-交变频拓扑结构，IGBT使用数量多，直流侧还需要一个很大的电容和变压器，因此，造价高、体积大、效率低。

经典矩阵变换器是一种单极功率变换器，将电压和频率固定的三相交流电转换为电压和频率可变的三相交流电，由于缺少足够高电流和电压等级的开关器件，经典矩阵变换器不能直接用于中高压传动系统中，并且传统可控硅式矩阵变换器难以达到IGBT的高频性能，而使用大量IGBT不仅成本很高，安装性和散热性等问题都是亟待解决的。

发明内容

本发明的目的是提供一种高频矩阵式轻量型全封闭高压变频装置，解决了现有技术中存在的可控硅式矩阵变换器难以达到IGBT的高频性能，且使用大量IGBT成本很高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种高频矩阵式轻量型全封闭高压变频装置，包括与电网输入侧连接的高压电源，高压电源通过线缆依次电连接有输入保护单元、输入滤波单元、变频单元及主控制器，变频单元的输出端还通过线缆依次电连接有输出滤波单元和输出保护单元，输出保护单元通过线缆电连接高压电机输出侧，主控制器还通过线缆电连接有散热单元。

本发明的特征还在于，

散热单元连接有外部辅助电源。

高压电源包括与10kV电网侧电连接的10kVA三相交流高压电开合刀闸，三相分别为A、B、C三相，A、B、C三相均与输入保护单元通过线缆电连接。

输入保护单元包括并列设置有三组接触器，三组接触器分别通过线缆电连接对应高压电源的A、B、C三相，接触器另一端通过线缆电连接有熔断器，三组熔断器的另一端通过线缆电连接有输入滤波单元。

输入滤波单元包括三组并列设置的滤波器，三组滤波器分别对应电连接三组熔断器，三组滤波器的另一端均电连接变频单元。

变频单元包括并列设置的九个相同的集成模块，分别记为集成模块a、集成模块b、集成模块c、集成模块d、集成模块e、集成模块f、集成模块g、集成模块h、集成模块i，与高压电源A相对应的滤波器通过线缆分别电连接集成模块c、集成模块f、集成模块i，与高压电源B相对应的滤波器通过线缆分别电连接集成模块b、集成模块e、集成模块h，与高压电源C相对应的滤波器通过线缆分别电连接集成模块a、集成模块d、集成模块g，九个集成模块均通过光纤与主控制器电连接。

每个集成模块均有八个反串联IGBT子模块组成，八个反串联IGBT子模块中的第一个IGBT子模块与对应的滤波器连接，八个反串联IGBT子模块中的第八个IGBT子模块与输出滤波单元连接。