[实用新型]一种基于级联式高压变频器的单相电源拓扑结构

说明书

本实用新型提供一种基于级联式高压变频器单相电源拓扑结构，包括由变压器和功率单元，变压器一次侧连接高压三相电源，二次侧连接功率单元；所述的变压器为一次侧输入三相电源、二次侧输出多组三相电压的移相变压器；所述的功率单元包括多个单相输出的变频功率单元，每个单相输出的变频功率单元的输入端均连接所述的变压器二次侧的一组三相电压输出端，多个单相输出的变频功率单元的输出端依次首尾串联，串联后的首尾两端为输出的高压单相电源。实现三相电源输入、单相电压输出的变频电源功能，对电网影响小，噪音低，工作效率高，可以快速改变输出频率和电压值。

技术领域

本实用新型涉及高压变频技术领域，特别涉及一种基于级联式高压变频器的单相电源拓扑结构。

背景技术

在现有工业生产过程当中，很多工业现场需要大功率单相用电设备。三相电网中挂载大功率单相设备尤其是兆瓦量级的单相用电设备会引发电网电流不平衡。供电不平衡对同一电网中其他用电设备会造成一系列供电设备和用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。有些工艺环节下还要求改变单相供电电压及供电频率，这种情况下就不能直接使用电网供电，而传统工艺采用电机发电方式电压和频率调整麻烦，占地面积大，污染大等缺点。

公开号为CN 101447742A的中国专利公开了一种单相分压多电平串联高压变频器，是一种三相输出的变频器，采用变压器直接将三相电源变为单相多电平电源，供给三相拓扑结构的功率单元，此专利是一种三相电源输出的变频器，适用于需要三相电源供电的设备，在为单相负载供电时，仍旧会引发电网电流不平衡。

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基于级联式高压变频器的单相电源拓扑结构，实现三相电源输入、单相电压输出的变频电源功能，对电网影响小，噪音低，工作效率高，可以快速改变输出频率和电压值。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种基于级联式高压变频器的单相电源拓扑结构，包括变压器和功率单元，变压器一次侧连接高压三相电源，二次侧连接功率单元；

所述的变压器为一次侧输入三相电源、二次侧输出多组三相电压的移相变压器；

所述的功率单元包括多个单相输出的变频功率单元，每个单相输出的变频功率单元的输入端均连接所述的变压器二次侧的一组三相电压输出端，多个单相输出的变频功率单元的输出端依次首尾串联，串联后的首尾两端为输出的高压单相电源。

进一步地，所述的移相变压器的二次侧的多组三相电压中，每组输出电压的相位角相等，组间移相角依次滞后60/N°，N为变压器二次侧的输出组对数。

进一步地，所述的单相输出的变频功率单元包括由输入端至输出端依次连接的三相整流桥、滤波电容和IGBT单相逆变桥。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型是三相电源输入、单相电压输出的变频电源，由三相高压电网均衡供电不会产生供电电网电流不平衡；

2)输入功率因数高，电流谐波少，无需功率因数补偿；

3)和采用电机发电式和直接调整变压器电压的方式相比，基于级联型的变频功率单元可快速改变输出电压，输出频率等参数；

4)基于高压变频器拓扑结构，技术成熟，设备稳定可靠，清洁高效；

5)功率单元的串联结构，单个变频功率单元所承受的电压仅为输出电压的1/N，所以对于每一个变频功率单元的电力电子器件耐压值要求不是很高。

附图说明

图1是本实用新型实施例系统拓扑结构图；

图2是本实用新型移相变压器原理图；