[实用新型]一种功率单元组成的高压变频装置

说明书

本实用新型涉及功率单元组成的高压变频装置，技术方案是，整流模块包括6个功率单元A1、A2、B1、B2、C1、C2，直流模块包括串联的电容C1、C2、C3、C4和串联的电阻R1、R2、R3、R4，逆变模块包括6个功率单元U1、U2、V1、V2、W1、W2，每个功率单元均包括4个绝缘栅双极型晶体管VT1、VT2、VT3、VT4，绝缘栅双极型晶体管VT1的发射极接绝缘栅双极型晶体管VT2的集电极，绝缘栅双极型晶体管VT2的发射极接绝缘栅双极型晶体管VT3的集电极，绝缘栅双极型晶体管VT3的发射极接绝缘栅双极型晶体管VT4的集电极，本实用新型通过高电压等级的IGBT组建功率单元，减少了大功率器件的使用量；可用于整流和逆变环节，通用性强；取消了移相变压器，降低了成本和减少了设备体积。

技术领域

本实用新型涉及高压变频器电路，特别是针对6kV电压等级的高压变频装置。

背景技术

由于变频器显著的节能特点，使其广泛应用于冶金、矿山、火电厂。目前，6kV电压等级的高压变频器，其主电路结构如图1所示，电路拓扑结构为一次电压经过移相变压器输入后，直接输出到各功率单元。功率单元为标准结构的单相变频器，其主电路如图2所示。这种高压变频器的实质上是由低压的单相变频器经级联后，变为三相高压变频器。这种结构的高压变频器具有输出电压质量好，输入谐波电流低，维护方便等优点。但是，这中结构的高压变频器也存在不足：低压单相变频器级联弥补了功率器件耐压能力不足的问题，但是存在着装置体积大，重量大，不能实现能量回馈和制动；需要多副边绕组的移相变压器，增加了设备成本。

目前级联型高压变频器多采用输入三相桥式二极管整流、单相H桥逆变输出的单元结构。以每个功率单元输出690V为例，每相采用5个功率单元串联，共15个功率单元才可以组成一个6kV的高压变频器；功率单元采用1200V的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，需要三相整流桥15个，IGBT数量为90个或180个(H桥逆变电路采用IGBT并联方式)；对应的移相变压器副边三相绕组也需要15个。体积庞大、元器件众多，不仅增加了经济成本，而且增加了故障率。因此，其改进和创新势在必行。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种体积小、元器件数量少、通用性强的功率单元组成的高压变频装置。

本实用新型解决的技术方案是，一种功率单元组成的高压变频装置，包括壳体和装在壳体内的高压变频电路，高压变频电路包括整流模块、直流模块和逆变模块，整流模块包括6个功率单元A1、A2、B1、B2、C1、C2，直流模块包括串联的电容C1、C2、C3、C4和串联的电阻R1、R2、R3、R4，逆变模块包括6个功率单元U1、U2、V1、V2、W1、W2，每个功率单元均包括4个绝缘栅双极型晶体管VT1、VT2、VT3、VT4，绝缘栅双极型晶体管VT1的发射极接绝缘栅双极型晶体管VT2的集电极，绝缘栅双极型晶体管VT2的发射极接绝缘栅双极型晶体管VT3的集电极，绝缘栅双极型晶体管VT3的发射极接绝缘栅双极型晶体管VT4的集电极；

整流模块中：

功率单元A1、A2并联，功率单元B1、B2并联，功率单元C1、C2并联，每个功率单元中：

绝缘栅双极型晶体管VT1的集电极作为整流模块功率单元的直流电压正极输出端P1；

绝缘栅双极型晶体管VT2与绝缘栅双极型晶体管VT3的共端作为整流模块功率单元的三相交流电源的单相输入端O1；

绝缘栅双极型晶体管VT4的发射极作为整流模块功率单元的直流电压负极输出端N1；

逆变模块中：

功率单元U1、U2并联，功率单元V1、V2并联，功率单元W1、W2并联，每个功率单元中：

绝缘栅双极型晶体管VT1的集电极作为逆变模块功率单元的直流电压正极输入端P2；