CN210093105U - 一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构 - Google Patents

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刘相鹤
李太峰
刘洋
曹鹏
庚德正
周翔
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Abstract

一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，包括多个第一旁路开关和多个第二旁路开关、还包括第一旁路控制板和第二旁路控制板，每个所述的功率单元的输出端均同时并联一个第一旁路开关和一个第二旁路开关，每个第一旁路开关的控制端均与第一旁路控制板连接，每个第二旁路开关的控制端均与第二旁路控制板连接，第一旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的一个端口A，第二旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的另一个端口B。形成了两套旁路控制部分相对独立的旁路系统，在一套单元旁路系统部分或全部损坏这种极端条件下，也能保证级联型高压变频器的连续稳定运行。

Description

一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构
技术领域
本实用新型涉及高压变频器技术领域，特别涉及一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构。
背景技术
随着高压变频器的应用日渐深入，一些需要高可靠性高稳定性的负载也在尝试使用高压变频器。如何保证高压变频器拖动这些高可靠性高稳定性负载连续稳定运行成为了变频器厂家亟待解决的问题。传统的一功率单元一旁路接触器的单元旁路方式是级联型高压变频器提高可靠性和稳定性的一种方式。
不过现有技术中，旁路接触器一般只有一个，或者即使采用两个旁路接触器，也是由一套旁路控制输出的，其控制可靠性无法满足高可靠性负载的需求。一旦单元旁路系统出现问题，则设备必定停机，对现场负载的连续生产运行产生重大影响；另外在某些应用场合，运行中的级联型高压变频器单元旁路设备一旦出现某个单元旁路接触器故障，可能会造成当前节点开路，进而对其他单元产生影响，造成变频器本体故障扩大化。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本实用新型提供一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，不仅实现了级联型高压变频器的基本单元旁路功能，而且形成了两套旁路控制部分相对独立的旁路系统，在一套单元旁路系统部分或全部损坏这种极端条件下，仍能保证级联型高压变频器的连续稳定运行，并且解决了级联型高压变频器运行中单个单元接触器故障造成的设备故障扩大化问题，极大提升了级联型高压变频器的可靠性和稳定性。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，级联型高压变频器的功率单元包括多个，多个功率单元输出端串联形成级联型高压变频器的输出端；级联型高压变频器的每个功率单元输出端均并联有旁路开关。
本实用新型的单元旁路双控拓扑结构包括多个第一旁路开关和多个第二旁路开关、还包括第一旁路控制板和第二旁路控制板，每个所述的功率单元的输出端均同时并联一个第一旁路开关和一个第二旁路开关，每个第一旁路开关的控制端均与第一旁路控制板连接，每个第二旁路开关的控制端均与第二旁路控制板连接，第一旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的一个端口，第二旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的另一个端口，级联型高压变频器的控制机通过第一旁路控制板和第二旁路控制板对多个第一旁路开关和多个第二旁路开关进行控制。
进一步地，所述的旁路开关为接触器。
进一步地，所述的第一旁路控制板和第二旁路控制板的电路结构相同，均包括主控MCU及其与之相连接的光纤通讯模块。
进一步地，所述的主控MCU优选为CPLD。
进一步地，所述的第一旁路控制板和第二旁路控制板均通过光纤与级联型高压变频器的控制机的端口相连。所述的第一旁路控制板的主控MCU的芯片引脚通过端口连接多个第一旁路开关的控制端，第二旁路控制板的主控MCU的芯片引脚通过端口连接多个第二旁路开关的控制端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型不但采用两套旁路开关，而且两套旁路开关采用各自独立的控制部分，使得两套单元旁路系统完全相互独立互不影响，如果一套损坏，另一套依旧保证级联型高压变频器的稳定连续运行；
2)本实用级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，每一个功率单元都配有两个单元旁路接触器用于控制合分，保证了控制的可靠性，解决了由于单个接触器损坏造成的系统故障扩大化的问题；
3)旁路控制板采用CPLD作为主控MCU，CPLD比常规单片机的IO端口多，不用IO扩展可直接控制级联型高压变频器的众多旁路开关；
4)旁路开关通过旁路控制板的光纤方式与级联型高压变频器的控制机相连，采用光纤通讯方式，省去众多的远端接线，速度快，故障率低。
附图说明
图1是本实用新型的级联型高压变频器的功率单元及其旁路拓扑结构示意图；
图2是本实用新型的单元旁路双控拓扑结构示意图；
图3是本实用新型的旁路控制板电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1-2所示，级联型高压变频器的功率单元包括多个，分别为三相的U1-Un、V1-Vn、W1-Wn。每一相的输出端都是由1-n个功率单元输出端串联形成；级联型高压变频器的每个功率单元输出端均并联有两个旁路开关。
本实用新型的单元旁路双控拓扑结构包括多个第一旁路开关A1-An(包括U、V、W三相)和多个第二旁路开关B1-Bn(包括U、V、W三相)、还包括第一旁路控制板A和第二旁路控制板B，每个所述的功率单元的输出端均同时并联一个第一旁路开关和一个第二旁路开关，每个第一旁路开关的控制端均与第一旁路控制板连接，每个第二旁路开关的控制端均与第二旁路控制板连接，第一旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的一个端口A，第二旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的另一个端口B。级联型高压变频器的控制机通过第一旁路控制板和第二旁路控制板对多个第一旁路开关和多个第二旁路开关进行控制。
所述的旁路开关为接触器。
如图3所示，所述的第一旁路控制板和第二旁路控制板的电路结构相同，均包括主控MCU及其与之相连接的光纤通讯模块。所述的主控MCU优选为CPLD。所述的第一旁路控制板和第二旁路控制板均通过光纤与级联型高压变频器的控制机的端口相连。所述的第一旁路控制板的主控MCU的芯片引脚通过端口连接多个第一旁路开关的控制端，第二旁路控制板的主控MCU的芯片引脚通过端口连接多个第二旁路开关的控制端。
本实用新型不但采用两套旁路开关，而且两套旁路开关采用各自独立的控制部分，形成A和B两套单元旁路系统，使得两套单元旁路系统完全相互独立互不影响，如果一套损坏，另一套依旧保证级联型高压变频器的稳定连续运行.
当级联型高压变频器出现单元故障时，假定出现W1单元故障，级联型高压变频器的控制机下发W1单元旁路命令，控制命令下发到单元旁路系统A和单元旁路系统B的旁路控制板，旁路控制板A和旁路控制板B分别控制W1单元旁路接触器A1(W)和B1(W)合闸，实现对W1单元的单元旁路。同时单元旁路系统A和单元旁路系统B时时检测所有其所控制的单元旁路接触器的状态并将其状态上传控制机，保证旁路接触器处于控制机的保护控制之内。如果此时A1(W)单元接触器故障分闸，由于B1(W)接触器依然处于合闸状态，W1单元依然处于旁路状态，变频器可继续单元旁路运行而不会因单元接触器故障而停机。
以上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上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (6)

1.一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，级联型高压变频器的功率单元包括多个，多个功率单元输出端串联形成级联型高压变频器的输出端；级联型高压变频器的每个功率单元输出端均并联有旁路开关；
其特征在于，所述的单元旁路双控拓扑结构包括多个第一旁路开关和多个第二旁路开关、还包括第一旁路控制板和第二旁路控制板，每个所述的功率单元的输出端均同时并联一个第一旁路开关和一个第二旁路开关，每个第一旁路开关的控制端均与第一旁路控制板连接，每个第二旁路开关的控制端均与第二旁路控制板连接，第一旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的一个端口，第二旁路控制板连接级联型高压变频器的控制机的另一个端口。
2.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，其特征在于，所述的旁路开关为接触器。
3.根据权利要求1所述的一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，其特征在于，所述的第一旁路控制板和第二旁路控制板的电路结构相同，均包括主控MCU及其与之相连接的光纤通讯模块。
4.根据权利要求3所述的一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，其特征在于，所述的主控MCU为CPLD。
5.根据权利要求3所述的一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，其特征在于，所述的第一旁路控制板和第二旁路控制板均通过光纤与级联型高压变频器的控制机的端口相连。
6.根据权利要求3所述的一种级联型高压变频器的单元旁路双控拓扑结构，其特征在于，所述的第一旁路控制板的主控MCU的芯片引脚通过端口连接多个第一旁路开关的控制端，第二旁路控制板的主控MCU的芯片引脚通过端口连接多个第二旁路开关的控制端。
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