[发明专利]一种直接串联三相矩阵式中高压变频器

摘要

本发明公开了一种直接串联三相矩阵式中高压变频器，降压变压器T1有n个副边，并且副绕组相位相同，无相位差；三相—三相矩阵阵列A1-An由n个三相—三相矩阵变换器单元组成1列n行的阵列，阵列中每一行与降压变压器的每组副边对应连接，每一个三相—三相矩阵的每相输出均经过RC滤波和电阻R平衡，然后直接串联在一起，从而形成交流三相输出。控制器负责控制调节整个系统的工作。本发明可以由低压小功率的三相—三相矩阵变换器或是高压IGBT组成的三相—三相矩阵变换器经过RC滤波和平衡电阻网络R11-R1n，R21-R2n，R31-R3n直接串联得到幅值、频率可调的高压电源，实现输出电压和输入电流均为正弦波，输入功率因数接近1，且能量可双向流动，具备四象限运行能力等优点，适用于中、高压交流电动机传动领域。

主权项

一种直接串联三相矩阵式中高压变频器，其特征在于：包括：进线滤波器LC、降压变压器T1、三相——三相变换器阵列A1‑An、平衡电阻网络R11‑R1n、R21‑R2n及R31‑R3n和总控制器；所述进线滤波器LC由三只电感L1‑L3和三只滤波电容(C1‑C3)构成，三只滤波电感分别串接在三相输入线路中，其输入端与电网相连，输出端与降压变压器的输入端相连，三只滤波电容的一端分别连接到三只滤波电感的输出端，电容的另一端相互连接形成一个公共端，公共端接地；所述的降压变压器T1具有n个副边，当采用高压IGBT做为矩阵阵列的双向开关，降压变压器只要3个副边，当采用低压IGBT做为矩阵阵列的双向开关，降压变压器需要5到8个副边，降压变压器所有副边的相位相同，无相位差；所述三相——三相矩阵阵列A1‑An是由n个三相——三相矩阵变换器组成的1列n行的矩阵阵列，其中每一个三相——三相矩阵对应于降压变压器的一个副边，每一个三相——三相矩阵变换器的三相输出经过RC滤波和平衡电阻网络R11‑R1n、R21‑R2n及R31‑R3n平衡后，直接串联在一起，形成三相高压电压输出，每个矩阵变换器与控制器连接，由控制器统一控制调节；所述的三相——三相矩阵变换器是由输入滤波器LC1、三相——三相矩阵、滤波RC回路R1C1‑R3C3组成，所述输入滤波器LC1由3只电感和3只电容分别串联，同时电感的另一端连接在降压变压器副边，电容的另一端短接在一起，并且接地；所述三相——三相矩阵由9组双向开关器件S11、S12、S13；S21、S22、S23；S31、S32、S33组成，形成3*3的矩阵，所述双向开关器件S11、S12、S13；S21、S22、S23；S31、S32、S33有共4种结构；所述RC滤波回路直接并联在三相——三相矩阵变换单元的U‑V,V‑W,W‑U之间，其分别为R1C1、R2C2、R3C3，并且和平衡电阻网络R11‑R1n、R21‑R2n、R31‑R3n配合使用；所述的总控制器，包含同步电压检测控制板、CPU运算控制板、脉冲驱动隔离板、电流电压检测板、速度检测板和逻辑电路。