[实用新型]基于功率单元级联型高压变频器的能量回馈装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于功率单元级联型高压变频器的能量回馈装置。

背景技术

随着电力电子技术的发展，变频器作为电力电子技术发展的主要成果之一，由于其功率因数高、效率高、精度高、调速范围宽，所以在国民经济的各个领域如冶金、矿山、石化、电力等行业得到广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。

目前，市场上通用的高压变频器多不能直接用于需要快速起、制动和频繁正、反转的调速系统，如高速电梯、矿用提升机、轧钢机、大型龙门刨床、卷绕机构张力系统及机床主轴驱动系统等。因为这种系统要求电机四象限运行，当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时，电机处于再生发电状态。由于二极管不可控整流器能量传输不可逆，产生的再生电能传输到直流侧滤波电容上，产生很高的泵升电压。若不及时释放，势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。工程上对这种泵升能量多以热能或其它形式消耗掉，极大得浪费了能源，不符合当前的节能需求。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于功率单元级联型高压变频器的能量回馈装置，以达到结构简单、经济，并且能满足负载四象限运行要求。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于功率单元级联型高压变频器的能量回馈装置，包括：

控制电路、整流电路、中间直压电路、逆变电路；其中，所述整流电路采用IGBT功率器件，构成三相PWM整流器，所述整流电路的其余单元采用六个二极管，构成三相桥式不控整流电路；

所述逆变电路采用IGBT构成单相H型桥式电路。

移相变压器的二次侧分别通过滤波电抗器，连接到各个功率单元，输入侧由六个二极管构成三相桥式不控整流电路，中间电路由电容器构成直流充电部分，输出侧由四个IGBT器件构成单相H型桥式逆变电路。

一种基于功率单元级联型高压变频器的能量回馈装置，包括：

控制电路、整流电路、中间直压电路、逆变电路；其中，所述整流电路采用六个IGBT器件构成三相PWM整流和回馈电路；

所述逆变电路采用IGBT构成单相H型桥式电路。

移相变压器的二次侧分别通过滤波电抗器，连接到各个功率单元，输入侧由六个IGBT器件按照三相桥式电路连接构成三相PWM整流和回馈电路，中间电路由电容器构成直流充电部分，输出侧由四个IGBT器件构成单相H型桥式逆变电路。

高压变频器包括整流侧控制器和逆变侧控制器，中间直压信及电源电流信号送到整流侧控制器后，经整流侧控制器处理，输出控制信号控制功率单元三相PWM整流器中IGBT通断；

电动机的转速和电压信号送到逆变侧控制器后，经逆变侧控制器处理，输出控制信号控制逆变侧H桥中IGBT的通断。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1）本实用新型提供的变频器以最简洁、经济的主回路解决了功率单元级联型高压变频器发电运行时在直流母线电压上产生的电压泵升问题，满足了各种电机负荷四象限运行的要求，具有很好的节能效果；

2）本实用新型提供的变频器降低了功率单元造价成本，具有很高的经济性。

附图说明

图1是本实用新型的提供的功率单元级联型高压变频器的主回路拓扑结构图。

图2是本实用新型提供的功率单元级联型高压变频器的非四象限功率单元原理图。

图3是本实用新型提供的功率单元级联型高压变频器的部分四象限功率单元原理图。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是为功率单元级联型高压变频器的主回路拓扑结构图。功率单元级联型高压变频器的主回路主要包括输入电源、移相变压器，功率单元、控制器等。高压交流电经移相变压器降压、移相后，分别给各个功率单元A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5,C1,C2,C3,C4,C5提供三相电源，各个功率单元A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5,C1,C2,C3,C4,C5的输出电压经串联叠加后形成三相正弦波，向电动机供电。电动机的转速和电流信号送到控制器后，经控制器处理，然后输出控制信号控制功率单元中的PWM整流器的通断。

图2为功率单元级联型高压变频器的非四象限功率单元原理图。它包括控制电路、整流电路、中间直流电路和逆变电路，在所述的整流电路中，采用六只二极管，构成三相桥式不控整流电路，在所述的逆变电路中，采用IGBT构成单相H型桥式电路。