CN219999240U - 多功率等级变流装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功率等级变流装置及系统，涉及风机变流器的技术领域，包括：主工作模块和副工作模块，主工作模块包括第一IGBT模块，副工作模块包括：第二IGBT模块和第三IGBT模块，第一IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时导通，且第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时均截止，以通过第一IGBT模块提供第一电源；第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的高功率工作信号时均导通，以通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源；第一电源的功率低于第二电源的功率。本实用新型可以通过切换工作模式，满足不同功率等级的风机变流器的使用需求，从而提升装置的泛用性。

Description

多功率等级变流装置及系统

技术领域

本实用新型涉及风机变流器的技术领域，尤其是涉及一种多功率等级变流装置及系统。

背景技术

风机变流器主要用于电动机控制，通过调节交流电源的频率，控制电动机的转速，目前，相关技术提出，在利用风机变流器进行电动机控制时需要用到功率开关器件IGBT完成逆变部分操作，从而得到频率和电压可以调节的交流电源，但该方案仅应用于特定功率的使用场景(大功率风机变流器或小功率风机变流器)，不能驱动不同电压等级和电流等级的IGBT，无法满足不同功率等级风机变流器的使用需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多功率等级变流装置及系统，可以通过切换工作模式，满足不同功率等级的风机变流器的使用需求，从而提升装置的泛用性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种多功率等级变流装置，包括：主工作模块和副工作模块，主工作模块和副工作模块均与外设控制器通信连接，主工作模块包括第一IGBT模块，副工作模块包括：第二IGBT模块和第三IGBT模块；其中，第一IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时导通，且第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时均截止，以通过第一IGBT模块提供第一电源；第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的高功率工作信号时均导通，以通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源；第一电源的功率低于第二电源的功率。

在一种实施方式中，第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块内均包括三个驱动板；其中，第一IGBT模块包括第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板；第二IGBT模块包括第四驱动板、第五驱动板和第六驱动板；第二IGBT模块包括第七驱动板、第八驱动板和第九驱动板。

在一种实施方式中，各驱动板分别包括两个驱动单元；其中，驱动单元用于接收外设控制系统发送的低功率工作信号、高功率工作信号和控制信号。

在一种实施方式中，各驱动板分别包括两个IGBT单元，相同驱动板内的各IGBT单元分别与驱动单元一一对应连接；其中，IGBT单元用于改变电路的连通或断开状态。

在一种实施方式中，包括：电源结构，电源结构分别与各驱动单元连接；其中，电源结构用于为各驱动单元以及各驱动板供电。

在一种实施方式中，各驱动板分别包括一个电感线圈；其中，电感线圈分别与相同驱动板内的一个IGBT单元的集电极和另一个IGBT单元的发射极连接。

在一种实施方式中，各驱动板分别包括一根功率输出线；其中，功率输出线的一端与电感线圈连接，另一端与输出端口连接。

在一种实施方式中，输出端口包括：第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口，当通过第一IGBT模块提供第一电源时，第一IGBT模块导通，第二IGBT模块和第三IGBT模块均截止；其中，第一驱动板的功率输出线与第一输出端口连接；第二驱动板的功率输出线与第二输出端口连接；第三驱动板的功率输出线与第三输出端口连接。

在一种实施方式中，当通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源时，第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块均导通；其中，第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板的功率输出线均与第一输出端口连接；第四驱动板、第五驱动板和第六驱动板的功率输出线均与第二输出端口连接；第七驱动板、第八驱动板和第九驱动板的功率输出线均与第三输出端口连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种多功率等级变流系统，包括：上述第一方面任一项的多功率等级变流装置，以及与多功率等级变流装置连接的外设控制系统。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种多功率等级变流装置及系统，包括：主工作模块和副工作模块，主工作模块和副工作模块均与外设控制器通信连接，主工作模块包括第一IGBT模块，副工作模块包括：第二IGBT模块和第三IGBT模块；其中，第一IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时导通，且第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时均截止，以通过第一IGBT模块提供第一电源；第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的高功率工作信号时均导通，以通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源；第一电源的功率低于第二电源的功率。本实用新型实施例可以通过切换工作模式，满足不同功率等级的使用需求，从而提升装置的泛用性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种多功率等级变流装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种多功率等级变流装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电信号驱动方法的流程示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种多功率等级变流系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，风机变流器主要用于电动机控制，通过调节交流电源的频率，控制电动机的转速，在利用风机变流器进行电动机控制时需要用到功率开关器件IGBT完成逆变部分操作，风机变流器使用的功率模块为6路IGBT模块，每台功率模块为一个三相全桥结构，从而得到频率和电压可以调节的交流电源，但该方案仅应用于特定功率的使用场景，不能驱动不同电压等级和电流等级的IGBT，无法满足不同功率等级风机变流器的使用需求，基于此，本实用新型实施提供的多功率等级变流装置及系统，可以通过切换工作模式，满足不同功率等级的风机变流器的使用需求，每支IGBT交流端均串联电感线圈，三支IGBT通过电感线圈并联构成一相，由于有电感线圈故该功率模块支持多并联运行，可以通过并联不同数量的功率模块，可实现不同功率等级的变流系统，从而提升装置的泛用性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种多功率等级变流装置进行详细介绍。

参见图1所示的一种多功率等级变流装置的示意图，本实用新型提供了一种多功率等级变流装置，包括：主工作模块和副工作模块，主工作模块和副工作模块均与外设控制器通信连接，主工作模块包括第一IGBT模块，副工作模块包括：第二IGBT模块和第三IGBT模块，其中，第一IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时导通，且第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的低功率工作信号时均截止，以通过第一IGBT模块提供第一电源；第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块在接收到外设控制器发送的高功率工作信号时均导通，以通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源，其中，第一电源的功率低于第二电源的功率，当通过第一IGBT模块提供第一电源时，多功率等级变流装置为低功率工作模式，驱动板上的三相驱动工作在独立模式，互相不干扰，供电子模块给驱动板供电，这个时候驱动就是三个半桥独立工作；当通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源时，多功率等级变流装置为高功率工作模式，驱动板工作在并联工作模式，供电子模块只需要给驱动板供电，控制信号只需要给驱动板中B相供信号，这个时候驱动AB C相工作在并联工作模式，相当于一个半桥，三相是并联工作。

本实用新型实施例提供的上述多功率等级变流装置及系统，可以通过切换工作模式，满足不同功率等级的使用需求，从而提升装置的泛用性。

此外，如图2所示的一种多功率等级变流装置的结构示意图，第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块内均包括三个驱动板，其中，第一IGBT模块包括第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板，第二IGBT模块包括第四驱动板、第五驱动板和第六驱动板，第二IGBT模块包括第七驱动板、第八驱动板和第九驱动板，各驱动板分别包括两个驱动单元和两个IGBT单元，相同驱动板内的各IGBT单元分别与驱动单元一一对应连接，其中，驱动单元用于接收外设控制系统发送的低功率工作信号、高功率工作信号和控制信号，IGBT单元用于改变电路的连通或断开状态。在一种实施方式中，各驱动板分别包括一个电感线圈和一根功率输出线，电感线圈分别与相同驱动板内的一个IGBT单元的集电极和另一个IGBT单元的发射极连接，功率输出线的一端与电感线圈连接，另一端与输出端口连接，其中，输出端口包括：第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口，电源结构分别与各驱动单元连接，用于为各驱动单元以及各驱动板供电，其中，DC-DC电源结构15V-24V、15V-5V、5v会给外设控制系统一个输出电源，同时为驱动板提供24v供电电压。

在实际应用中，每个IGBT模块的三支IGBT并联构成一相，驱动板设计支持三支IGBT独立工作与并联工作模式切换，通过并联不同数量的IGBT模块，可实现多功率等级变流装置满足不同功率等级的使用需求，从而提升装置的泛用性。

参见图3所示的一种电信号驱动方法的流程示意图，外设控制系统(外设的控制板)向多功率等级变流装置的驱动板发送选择信号和控制信号，选择信号用于控制多功率等级变流装置的工作模式，外设控制系统与驱动板连接，为驱动板提供控制信号和选择信号，在一种实施方式中，当选择信号为高电平信号时，多功率等级变流装置进入低功率工作模式，通过第一IGBT模块提供第一电源时，第一IGBT模块导通，第二IGBT模块和第三IGBT模块均截止，此时，第一驱动板的功率输出线与第一输出端口连接，第二驱动板的功率输出线与第二输出端口连接，第三驱动板的功率输出线与第三输出端口连接，此时，控制信号给ABC相分别供信号，ABC三相驱动独立工作互不干扰，满足小功率工作应用场合。

在另一种实施方式中，当选择信号为低电平信号时，多功率等级变流装置进入高功率工作模式，驱动板处于并联工作状态，第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板的总控制端为第二驱动板，通过第二驱动板的控制端控制第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板并联工作，即，通过第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块提供第二电源时，第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块均导通，此时，第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板的功率输出线均与第一输出端口连接，第四驱动板、第五驱动板和第六驱动板的功率输出线均与第二输出端口连接，第七驱动板、第八驱动板和第九驱动板的功率输出线均与第三输出端口连接，其中，第二驱动板控制信号同时输出给第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板三相的光耦隔离器件，并通过比较器和信号放大器将放大后的信号给输出级，控制IGBT正常开通，从而增大电流，满足大功率工作应用场合。

对于前述实施例提供的多功率等级变流装置，本实用新型实施例还提供了一种多功率等级变流系统，参见图4所示的一种多功率等级变流系统的结构示意图，该系统包括前述实施例提供的多功率等级变流装置，以及与多功率等级变流装置连接的外设控制系统。

本实用新型实施例提供的上述多功率等级变流装置及系统，可以通过切换工作模式，使驱动板可以实现不同的工作方式(独立工作和并联工作)，实现多并联的驱动方式，以驱动不同电压等级和电流等级的IGBT，满足不同功率等级的风机变流器的使用需求，从而提升装置的泛用性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的多功率等级变流装置的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型中涉及到的计算机程序以及信号的控制均是现有技术，本实用新型的改进在于多功率等级变流装置结构的设计，通过设置该多功率等级变流装置结构，解决了现有装置泛用性低的问题，实现了工作模式可切换的技术效果，满足不同功率等级的风机变流器的使用需求。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多功率等级变流装置，其特征在于，包括：主工作模块和副工作模块，所述主工作模块和所述副工作模块均与外设控制器通信连接，所述主工作模块包括第一IGBT模块，所述副工作模块包括：第二IGBT模块和第三IGBT模块；其中，

所述第一IGBT模块在接收到所述外设控制器发送的低功率工作信号时导通，且所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块在接收到所述外设控制器发送的所述低功率工作信号时均截止，以通过所述第一IGBT模块提供第一电源；

所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块在接收到所述外设控制器发送的高功率工作信号时均导通，以通过所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块提供第二电源；

所述第一电源的功率低于所述第二电源的功率。

2.根据权利要求1所述的多功率等级变流装置，其特征在于，所述第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块内均包括三个驱动板；其中，

所述第一IGBT模块包括第一驱动板、第二驱动板和第三驱动板；

所述第二IGBT模块包括第四驱动板、第五驱动板和第六驱动板；

所述第二IGBT模块包括第七驱动板、第八驱动板和第九驱动板。

3.根据权利要求2所述的多功率等级变流装置，其特征在于，各所述驱动板分别包括两个驱动单元；其中，

所述驱动单元用于接收外设控制系统发送的低功率工作信号、高功率工作信号和控制信号。

4.根据权利要求3所述的多功率等级变流装置，其特征在于，各所述驱动板分别包括两个IGBT单元，相同所述驱动板内的各所述IGBT单元分别与所述驱动单元一一对应连接；其中，

所述IGBT单元用于改变电路的连通或断开状态。

5.根据权利要求3所述的多功率等级变流装置，其特征在于，包括：电源结构，所述电源结构分别与各所述驱动单元连接；其中，

所述电源结构用于为各所述驱动单元以及各所述驱动板供电。

6.根据权利要求4所述的多功率等级变流装置，其特征在于，各所述驱动板分别包括一个电感线圈；其中，

所述电感线圈分别与相同所述驱动板内的一个所述IGBT单元的集电极和另一个所述IGBT单元的发射极连接。

7.根据权利要求6所述的多功率等级变流装置，其特征在于，各所述驱动板分别包括一根功率输出线；其中，

所述功率输出线的一端与所述电感线圈连接，另一端与输出端口连接。

8.根据权利要求7所述的多功率等级变流装置，其特征在于，所述输出端口包括：第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口，当通过所述第一IGBT模块提供第一电源时，所述第一IGBT模块导通，所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均截止；其中，

所述第一驱动板的所述功率输出线与所述第一输出端口连接；

所述第二驱动板的所述功率输出线与所述第二输出端口连接；

所述第三驱动板的所述功率输出线与所述第三输出端口连接。

9.根据权利要求8所述的多功率等级变流装置，其特征在于，当通过所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块提供第二电源时，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均导通；其中，

所述第一驱动板、所述第二驱动板和所述第三驱动板的所述功率输出线均与所述第一输出端口连接；

所述第四驱动板、所述第五驱动板和所述第六驱动板的所述功率输出线均与所述第二输出端口连接；

所述第七驱动板、所述第八驱动板和所述第九驱动板的所述功率输出线均与所述第三输出端口连接。

10.一种多功率等级变流系统，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述多功率等级变流装置，以及与所述多功率等级变流装置连接的外设控制系统。