CN201656789U - 三相中压变频器 - Google Patents

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杨喜军
杨兴华
张哲民
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Abstract

一种电力技术领域的三相中压变频器，包括：2个并联的三相整流器和与之相连接的3个并联的变频阵列，三相整流器的输入端与电网降压变压器的次级三相低压电源相连，3个变频阵列的输出端组成三相变频输出。本实用新型通过简化三相整流器的同时实现功率平衡、输出电压得以进一步提升，具有总体结构简单，网侧功率因数改善、整体性能更加完善之优点。

Description

三相中压变频器
技术领域
本实用新型涉及的是一种电力技术领域的变频器，具体是一种输出电压为6KV的三相中压变频器。
背景技术
在三相中压变频调速领域，常用一种电压源逆变器多级串联的级联变频器，属于高低高型，最高输入电压为10kV，目前其前级一般采用不控整流器，少数采用三相可控整流器。高低高型的级联变频器，通用结构包括(3x级数)个三相不控整流器、(3x级数)个单相电压源逆变器、一个高压输入、低压输出的降压变压器，降压变压器的特征为初级为Y接三相绕组、次级为3x级数个曲折三相绕组，曲折三相绕组连接组别的基本角度差为(60°/级数)，每三个三相绕组连接组别相同，一个整流器配套一个逆变器。为了便于说明，令总级数为N，第任意个级数为n。
经过对级联变频器现有技术的检索发现，例如中国专利申请号02104140.7，公开日2003-4-30，记载了这一种“无谐波污染高压大功率变频器”；另外，江友华博士在《高压大功率异步电动机驱动风机、泵类负载调速技术的研究》(上海大学博士学位论文.2006年02月)也公开了级联多重化(即多级串联)一定范围的应用，发挥了变频调压调速、节能降耗的作用，理论和实践都证明了多级串联的级联变频器结构是一种可行的电路结构。
虽然高低高型的级联变频器已经获得成功应用，但是功率结构仍然现存不可忽视的问题，包括(1)降压变压器的设计复杂，表现为次级曲折绕组设计复杂；(2)三相整流器数量多；(3)整流器的负载不平衡，需要大容量的电解电容；(4)整机体积大、效率低、成本高、控制复杂、性能较差；(5)更高电压输出需要更多的逆变器串联级数。为此需要传统级联变频器结构进行优化设计，以便带来优秀的变换性能。这些问题来源于级联变频器的结构存在不足，导致了生产率下降，效率下降和升压能力较差，反映出这种可行的电路结构需要优化和改进。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种三相中压变频器，通过简化三相整流器的同时实现功率平衡、输出电压得以进一步提升，具有总体结构简单，网侧功率因数改善、整体整体性能更加完善之优点。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：2个并联的三相整流器和与之相连接的3个并联的变频阵列，三相整流器的输入端与电网降压变压器的次级三相低压电源相连，3个变频阵列的输出端组成三相变频输出。
所述的三项整流器的正极和负极上设有电解电容组；
所述的三相整流器为三相布控二极管整流器，由6个二极管组成；
所述的变频阵列包括3组变压逆变单元，每个变压逆变单元包括1个单相逆变器和一个与之串联的单相变压器，3组单相逆变器的输入端相互并联，3组单相变压器的输出端依次串联。
所述的单相逆变器为单相电压源逆变器，由4个逆导型开关组成。
本实用新型的目的是以三相可控整流器负载功率平衡为出发点，设计了降压变压器简化、三相可控整流器数量减少、单相升压变压器进一步升压的多级串联中压变频器，因而具有构思新颖、通用性强等特征，而且总体结构简单，网侧功率因数改善、整体整体性能等优点。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2a为三相整流器示意图。
图2b为单相逆变器示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：2个并联的三相整流器B1、B2和与之相连接的3个并联的变频阵列X1、X2和X3，三相整流器B1、B2的输入端与电网降压变压器的次级三相低压电源yg、TR相连，3个变频阵列的输出端U、V和W组成三相变频输出。
所述的三项整流器的正极和负极上设有电解电容组E1；
如图2a所示，所述的三相整流器B1或B2为三相布控二极管整流器，由6个二极管组成；
如图1所示，所述的变频阵列X1、X2或X3包括3组变压逆变单元，每个变压逆变单元包括1个单相逆变器I和一个与之串联的单相变压器T，3组单相逆变器的输入端相互并联，3组单相变压器的输出端依次串联。
如图2b所示，所述的单相逆变器T为单相电压源逆变器，由4个逆导型开关组成。
本实施例中所述的三相中压变频器采用移相的降压变压器形成12脉冲整流器实现输入高功率因数和电解电容容量的适当节约，采用三相对称逆变器直流电压供电方法实现直流侧瞬时功率平衡和消除输出电流的差频，采用单相高频变压器输出串联可以实现电气隔离和升压比任意增加；
本实施例中：三相交流输出电压为6kV，中压变频器期望输出交流电压最大范围为6kV。降压变压器初级电压为6kV，降压变压器次级电压为690V，初级单绕组：Yg接法，次级双绕组：yg和Δ1接法，相位差30°。三相可控整流器为二极管不控整流器，也可以是其他可控整流器，电压等级为交流690V。中间电解电容为经过多级并联后再多级串联的电容组，电压等级为交流1200V。单相逆变器为传统的电压源逆变器，电压等级为交流690V。单相变压器串联级数为3，单相升压变压器变压倍数为2倍，则可以完全满足6kV高压变频电机的变频调速要求。

Claims (5)

1.一种三相中压变频器，其特征在于，包括：2个并联的三相整流器和与之相连接的3个并联的变频阵列，三相整流器的输入端与电网降压变压器的次级三相低压电源相连，3个变频阵列的输出端组成三相变频输出。
2.根据权利要求1所述的三相中压变频器，其特征是，所述的三项整流器的正极和负极上设有电解电容组。
3.根据权利要求1所述的三相中压变频器，其特征是，所述的三相整流器为三相布控二极管整流器，由6个二极管组成。
4.根据权利要求1所述的三相中压变频器，其特征是，所述的变频阵列包括3组变压逆变单元，每个变压逆变单元包括1个单相逆变器和一个与之串联的单相变压器，3组单相逆变器的输入端相互并联，3组单相变压器的输出端依次串联。
5.根据权利要求4所述的三相中压变频器，其特征是，所述的单相逆变器为单相电压源逆变器，由4个逆导型开关组成。
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