本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高壓變頻控制系統(tǒng)，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側(cè)用于連接電網(wǎng)，二次側(cè)包括至少兩組、每組A相、B相、C相三個二次線圈，每組三個二次線圈的接法相同；每個二次線圈均連接一個不控整流-可控逆變的功率單元。本發(fā)明專利技術(shù)采用多級移相整流的方式，每相電壓都由多個功率電壓串聯(lián)產(chǎn)生。從而使每個功率單元的功率管承受電壓成倍降低，大大減少了成本，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種高壓變頻控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的變頻控制系統(tǒng)通常主要由變壓器、二極管不控整流電路、可控的三相逆變電路構(gòu)成，在逆變環(huán)節(jié)通過PWM方式控制功率管，如IGBT的觸發(fā)，產(chǎn)生幅值和頻率都可調(diào)的三相交流電壓，提供給電機(jī)。如果直接將上述方案應(yīng)用于高壓變頻系統(tǒng)，逆變電路需要功率管有很高的額定電壓，成本高。而且，上述方案的電路產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)污染大
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種高壓變頻控制系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的變頻控制系統(tǒng)成本高、網(wǎng)側(cè)諧波性能差的問題。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的方案是一種高壓變頻控制系統(tǒng)，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側(cè)用于連接電網(wǎng)，二次側(cè)包括至少兩組、每組A相、B相、C相三個二次線圈，每組的三個二次線圈的接法相同；每個二次線圈均連接一個不控整流-可控逆變的功率單元，每個功率單元有兩個輸出端子，輸出端子輸出與其連接的二次線圈對應(yīng)相序的單相交流電壓；對應(yīng)A相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的A相輸出，對應(yīng)B相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的B相輸出，對應(yīng)C相的功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的C相輸出；所述A相輸出、B相輸出、C相輸出組成星形連接方式，用于供電連接高壓電機(jī)；所述高壓變頻控制系統(tǒng)還包括控制所述功率單元的控制器。所述功率單元的可控逆變部分的功率管為IGBT模塊。所述移相變壓器的一次側(cè)設(shè)有輸入電壓電流互感器，高壓電機(jī)的電源輸入端設(shè)有輸出電壓電流互感器，高壓電機(jī)上設(shè)有測量轉(zhuǎn)速的編碼器，所述輸入電壓電流互感器、輸出電壓電流互感器、編碼器的輸出信號連接所述控制器。本專利技術(shù)采用多級移相整流的方式，每相電壓都由多個功率電壓串聯(lián)產(chǎn)生。從而使每個功率單元的功率管承受電壓成倍降低，大大減少了成本，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。多電平PWM控制方式，提供正弦波電流輸出，共模電壓和dV/dt小，對電機(jī)、電纜無特殊要求，老設(shè)備變頻改造，無須更換電機(jī)。采用多級整流，輸入變壓器二次線圈多重化，降低了高次諧波電流對電網(wǎng)的污染。附圖說明圖I是本專利技術(shù)的電路原理 圖2是本專利技術(shù)的功率單元電路原理 圖3是高頻變壓器電氣接線 圖4是多電平疊加示意圖。圖5、圖6分別是本專利技術(shù)的兩種處理功率單元損壞的方法示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I所示的一種高壓變頻控制系統(tǒng)，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側(cè)用于連接電網(wǎng)(3kV/6kV/10kV/)，二次側(cè)包括5組共15個二次線圈，兩組二次線圈均分為A相、B相、C相三種，每組三個二次線圈的接法相同。對應(yīng)A相的二次線圈連接功率單元Al、A2、A3、A4、A5，對應(yīng)B相的二次線圈連接功率單元BI、B2、B3、B4、B5，對應(yīng)C相的二次線圈連接功率單元C1、C2、C3、C4、C5。如圖2所示，15個功率單元結(jié)構(gòu)相同，均為不控整流-可控逆變的功率單元，功率單元的可控逆變部分的功率管為IGBT模塊，每個功率單元均有兩個交流輸出端。對應(yīng)A相的功率單元A1、A2、A3、A4、A5的輸出端首尾相接形成高壓變頻控制系統(tǒng)的A相輸出，對應(yīng)B相的功率單元BI、B2、B3、B4、B5的輸出端首尾相接形成所述高 成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的C相輸出。A相輸出、B相輸出、C相輸出組成星形連接方式，如圖4所示，用于供電連接高壓電機(jī)。高壓變頻控制系統(tǒng)還包括控制功率單元的控制器，即圖I中所示主控板，主控板通過光纖連接光收發(fā)板，通過光收發(fā)板I控制觸發(fā)第一組功率單元A1、B1、C1的IGBT模塊，通過光收發(fā)板2控制觸發(fā)第二組功率單元A2、B2、C2的IGBT模塊，通過光收發(fā)板3控制觸發(fā)第一組功率單元A3、B3、C3的IGBT模塊，通過光收發(fā)板4控制觸發(fā)第一組功率單元A4、B4、C4的IGBT模塊，通過光收發(fā)板5控制觸發(fā)第一組功率單元A5、B5、C5的IGBT模塊。圖I的移相變壓器二次側(cè)的圖形標(biāo)識表示移相角度，如三角形為移相60°。移相變壓器的一次側(cè)設(shè)有輸入電壓電流互感器，高壓電機(jī)的電源輸入端設(shè)有輸出電壓電流互感器，高壓電機(jī)上設(shè)有測量轉(zhuǎn)速的編碼器，輸入電壓電流互感器、輸出電壓電流互感器、編碼器的輸出信號通過一個信號采集板連接到控制器。控制器連接HMI (遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備)和觸摸屏等操作設(shè)備，以及其他備用I/O設(shè)備等。如圖3為高壓變頻控制系統(tǒng)，即圖中AS800高壓變頻控制器的電氣連接圖，接線方式簡單，輸入端通過斷路器QFl連接進(jìn)線，KM3為旁路開關(guān)，KMl輸入端刀閘、KM2為連接高壓電機(jī)M的刀閘。本專利技術(shù)的變頻控制系統(tǒng)輸出如圖4所示，5組功率單元，每組功率單元的A相串聯(lián)、B相串聯(lián)、C相串聯(lián)，每個功率單元輸出690V，則相電壓為3450V，線電壓為6000V。采用本專利技術(shù)的多級移相方式，功率管耐受電壓低，節(jié)省成本。而且由于采用這種結(jié)構(gòu)，可以將電壓分級加入，如開始投入一組Al、BI、Cl功率單元，然后逐漸投入其他組功率單元，電機(jī)所受起動電流和沖擊電流小，利于延長電機(jī)壽命。如圖5、圖6是處理某一個功率單元損壞的兩種方法。每個功率單元均設(shè)有能夠短路其輸出的旁路。當(dāng)A相某功率單元損壞時，圖5是將A相的該功率單元和B、C相與之對應(yīng)的功率單元都旁路掉，以此保證輸出電壓均衡，輸出電壓降為原來的80%。圖6是將A相的該功率單元旁路，B、C相通過PWM控制，調(diào)整每個功率單元輸出電壓矢量角度，在輸出電壓最大，相電壓不相等的情況下，保證最大電壓輸出，采用這種線電壓均衡方法，電壓降至原來的93. 3%。本專利技術(shù)的有益效果還包括 多電平PWM控制方式，提供正弦波電流輸出，共模電壓和dV/dt小，對電機(jī)、電纜無特殊要求，老設(shè)備變頻改造，無須更換電機(jī)。采用多級整流，輸入變壓器二次線圈多重化，降低了高次諧波電流對電網(wǎng)的污染。傳感器測量網(wǎng)側(cè)輸入電壓電流、變頻器輸出電壓電流和電動機(jī)轉(zhuǎn)速，可以進(jìn)行高精度速度閉環(huán)控制，能輸出巨大高起動轉(zhuǎn)矩，滿足煤礦、化工等企業(yè)的重負(fù)載應(yīng)用場合的各種高指標(biāo)的工藝要求。輸出電流中含有的高次諧波成本小，由此產(chǎn)生的脈動力矩對軸系統(tǒng)的影響力可以忽略不計。 恒壓源型變頻控制，能在全速范圍內(nèi)維持高功率因數(shù)。多電平PWM控制，消減了 IGBT自身的高頻開關(guān)損耗。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種高壓變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側(cè)用于連接電網(wǎng)，二次側(cè)包括至少兩組、每組A相、B相、C相三個二次線圈，每組的三個二次線圈的接法相同；每個二次線圈均連接一個不控整流？可控逆變的功率單元，每個功率單元有兩個輸出端子，輸出端子輸出與其連接的二次線圈對應(yīng)相序的單相交流電壓；對應(yīng)A相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的A相輸出，對應(yīng)B相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的B相輸出，對應(yīng)C相的功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的C相輸出；所述A相輸出、B相輸出、C相輸出組成星形連接方式，用于供電連接高壓電機(jī)；所述高壓變頻控制系統(tǒng)還包括控制所述功率單元的控制器。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種高壓變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，包括移相變壓器，移相變壓器的一次側(cè)用于連接電網(wǎng)，二次側(cè)包括至少兩組、每組A相、B相、C相三個二次線圈，每組的三個二次線圈的接法相同；每個二次線圈均連接一個不控整流-可控逆變的功率單元，每個功率單元有兩個輸出端子，輸出端子輸出與其連接的二次線圈對應(yīng)相序的單相交流電壓；對應(yīng)A相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的A相輸出，對應(yīng)B相的各功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制系統(tǒng)的B相輸出，對應(yīng)C相的功率單元的輸出端首尾相接形成所述高壓變頻控制...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁森浩，王喜樂，李業(yè)，徐永躍，戴娣，王潤北，
申請(專利權(quán))人：鄭州賽金電氣有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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