一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路的製作方法
2023-05-19 11:43:36 6
專利名稱：一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路。
背景技術：
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現代電力電子技術和微電子技術的迅猛發展，高壓大功率變頻調速裝置不斷地成熟起來，原來一直難於解決的高壓問題，近年來通過器件串聯或單元串聯得到了很好的解決。其應用的領域和範圍也越來越為大，這使得高效、合理地利用能源(尤其是電能)成為了可能。高壓大功率變頻調速裝置被廣泛地應用於大型礦泉水應用生產廠、石油化工、市政供水、冶金鋼鐵、電力能源等行業的各種風機、水泵、壓縮機、軋鋼機等。目前，絕緣柵雙極電晶體(IGBT)在變頻器中得到普遍應用。然而在應用的過程中，有時會出現某個或幾個IGBT發生故障的情況，此時容易引起變頻器中功率單元的故障，往往會造成系統停止運行的結果。為了使得高壓變頻器還能繼續正常工作，不影響整個系統的運行，要儘快將故障的功率單元退出並能在不停機的情況下在線更換，如何實現這一目的，是業內人士亟待解決的問題。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的缺陷而提供一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，在功率單元發生故障的情況下自動將其旁路，保證功率單元的輸出電壓為0，系統可以繼續運行而不必停機，因而大大提高了系統的可靠性。實現上述目的的技術方案是一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，所述功率單元包括三相整流橋、接在該三相整流橋的兩輸出端的濾波電容以及連接該濾波電容兩端的逆變橋，所述保護旁路接在所述逆變橋的兩輸出端之間，且該保護旁路包括第七至第十整流二極體和一可控矽，其中第七整流二極體和第八整流二極體同向串聯形成的支路、第九整流二極體和第十整流二極體同向串聯形成的支路以及所述可控矽相互並聯；第七整流二極體和第八整流二極體的相接端連接所述逆變橋的一輸出端，第九整流二極體和第十整流二極體的相接端連接所述逆變橋的另一輸出端；所述可控矽的陽極連接第七整流二極體的負極和第九整流二極體的負極；所述可控矽的陰極連接第八整流二極體的正極和第十整流二極體的正極。在上述的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路中，所述逆變橋包括第一至第四IGBT、第一吸收電容和第二吸收電容，其中第一 IGBT和第二 IGBT串聯形成的支路、第一吸收電容、第三IGBT和第四IGBT串聯形成的支路和第二吸收電容依次並聯；第一 IGBT和第二 IGBT的相接端作為所述逆變橋的一輸出端，第三IGBT和第四IGBT的相接端作為所述逆變橋的另一輸出端。[0011]在上述的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路中，所述可控矽的控制極連接所述逆變橋。在上述的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路中，所述三相整流橋接入電網三相電壓。本實用新型的有益效果是本實用新型能在功率單元發生故障的情況下自動將其旁路，保證該功率單元的輸出電壓為0，不會過壓導致爆掉，並且會重新調整其餘的功率單元的輸出波形，實現不斷電、小擾動繼續運行，從而使得系統可以繼續運行而不必停機，因而大大提高了系統的可靠性。
圖I是本實用新型中高壓變頻器的功率單元連接保護旁路的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。請參閱圖1，高壓變頻器的功率單元包括三相整流橋11、接在三相整流橋11的兩輸出端的濾波電容C以及連接濾波電容C的兩端的逆變橋12，其中三相整流橋11由接入電網三相電壓R、S、T，且由6個二極體，即第一至第六整流二極體D1-D6組成，將輸入的交流進行整流後形成脈動直流電，然後由濾波電容C進行濾波從而在正、負母線之間形成直流電壓，供給逆變橋12 ；逆變橋12包括第一至第四IGBT Q1-Q4、第一吸收電容Cl和第二吸收電容C2，其中 第一 IGBT Ql和第二 IGBT Q2串聯形成的支路、第一吸收電容Cl、第三IGBT Q3和第四IGBT Q4串聯形成的支路和第二吸收電容C2依次並聯；第一 IGBT Ql和第二 IGBT Q2的相接端作為逆變橋12的一輸出端LI，第三IGBT Q3和第四IGBT Q4的相接端作為逆變橋12的另一輸出端L2。本實用新型的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路2，接在逆變橋12的兩輸出端LI、L2之間，且該保護旁路2包括第七至第十整流二極體D7-D10和一可控矽21，其中第七整流二極體D7和第八整流二極體D8同向串聯形成的支路、第九整流二極體D9和第十整流二極體DlO同向串聯形成的支路以及可控矽21相互並聯；第七整流二極體D7和第八整流二極體D8的相接端連接逆變橋12的一輸出端LI，第九整流二極體D9和第十整流二極體DlO的相接端連接逆變橋12的另一輸出端L2 ；可控矽21的陽極連接第七整流二極體D7的負極和第九整流二極體D9的負極；可控矽21的陰極連接第八整流二極體D8的正極和第十整流二極體DlO的正極；可控矽21的控制極連接逆變橋12。本實用新型原理本實用新型的保護旁路2應用於若干個功率單元，每個功率單元與其相接如圖I所示。當某個功率單元在輸入側失電(如熔絲斷等)、IGBT短路、IGBT斷路、控制板嚴重故障(包括單元處理器停止工作)、主控單元連續通訊失敗等故障下時，則旁路掉該故障的功率單元，即系統關斷逆變橋12，觸發可控矽21，保證電流能通過，仍形成通路，從而實現不斷電繼續運行，大幅度提高整個變頻器的可靠性。[0024]以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域 的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本實用新型的範疇，應由各權利要求所限定。
權利要求1.一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，所述功率單元包括三相整流橋、接在該三相整流橋的兩輸出端的濾波電容以及連接該濾波電容兩端的逆變橋，其特徵在於，所述保護旁路接在所述逆變橋的兩輸出端之間，且該保護旁路包括第七至第十整流二極體和一可控娃，其中 第七整流二極體和第八整流二極體同向串聯形成的支路、第九整流二極體和第十整流二極體同向串聯形成的支路以及所述可控矽相互並聯；第七整流二極體和第八整流二極體的相接端連接所述逆變橋的一輸出端，第九整流二極體和第十整流二極體的相接端連接所述逆變橋的另一輸出端； 所述可控矽的陽極連接第七整流二極 管的負極和第九整流二極體的負極；所述可控矽的陰極連接第八整流二極體的正極和第十整流二極體的正極。
2.根據權利要求I所述的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，其特徵在於，所述逆變橋包括第一至第四IGBT、第一吸收電容和第二吸收電容，其中 第一 IGBT和第二 IGBT串聯形成的支路、第一吸收電容、第三IGBT和第四IGBT串聯形成的支路和第二吸收電容依次並聯；第一 IGBT和第二 IGBT的相接端作為所述逆變橋的一輸出端，第三IGBT和第四IGBT的相接端作為所述逆變橋的另一輸出端。
3.根據權利要求2所述的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，其特徵在於，所述可控矽的控制極連接所述逆變橋。
4.根據權利要求I所述的用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，其特徵在於，所述三相整流橋接入電網三相電壓。
專利摘要本實用新型公開了一種用於高壓變頻器的功率單元的保護旁路，所述功率單元包括三相整流橋、濾波電容和逆變橋，所述保護旁路包括第七至第十整流二極體和一可控矽，其中第七和第八整流二極體同向串聯形成的支路、第九和第十整流二極體同向串聯形成的支路以及所述可控矽相互並聯；第七和第八整流二極體的相接端連接所述逆變橋的一輸出端，第九和第十整流二極體的相接端連接所述逆變橋的另一輸出端；所述可控矽的陽極連接第七和第九整流二極體的負極；所述可控矽的陰極連接第八和第十整流二極體的正極。本實用新型在功率單元發生故障的情況下自動將其旁路，使得變頻器可以繼續運行而不必停機。
文檔編號H02M1/32GK202435257SQ201220024059
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者唐麗嬋, 李勁, 湯雪華, 賈廷綱, 陳江洪, 齊亮 申請人:上海賽柯控制技術有限公司