專利名稱：設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高壓變頻器領(lǐng)域，尤其是涉及設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)正在積極推進(jìn)工業(yè)化和現(xiàn)代化能源創(chuàng)新體制，能源發(fā)展面臨嚴(yán)峻的形式 和挑戰(zhàn)，提高能效、節(jié)約能源將作為能源戰(zhàn)略的重要目標(biāo)和措施。電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速后， 節(jié)電率可達(dá)30% 50%左右，而高壓變頻器具有對(duì)外部電網(wǎng)和負(fù)載電機(jī)無(wú)諧波污染和絕 緣損害，效率高等優(yōu)點(diǎn)。變頻調(diào)速已成為節(jié)能的一項(xiàng)重要推廣技術(shù)，特別列入為“發(fā)展、推廣”的高效節(jié)能 產(chǎn)品，受到政府和企業(yè)的普遍重視；大力支持節(jié)能項(xiàng)目和產(chǎn)品的科技工藝攻關(guān)，研發(fā)，對(duì)“節(jié) 能、減排”的體制創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，具有巨大潛力，因?yàn)楣?jié)能不僅是企業(yè)降本增效的需要，更 是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，保障能源安全的必然選擇，是經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的重要保 證。高壓變頻器是由移相隔離變壓器的多抽頭二次繞阻輸出電源，分別為每相多個(gè) IGBT功率單元供電，通過每相多個(gè)IGBT功率單元串聯(lián)疊加后，輸出高壓到高壓電動(dòng)機(jī)。高 壓變頻器的主控DSP通過光纖通訊連接、控制每個(gè)功率單元的DSP并傳達(dá)指令給定工作頻 率、電壓、功率等運(yùn)行指令，每個(gè)功率單元的DSP同時(shí)也將檢測(cè)控制的數(shù)據(jù)信息，上傳給高 壓變頻器的主控DSP系統(tǒng)。每個(gè)IGBT功率單元內(nèi)都設(shè)有DSP控制和旁路裝置及過電流分 流裝置。每個(gè)功率單元內(nèi)置的DSP根據(jù)上級(jí)高壓變頻器主控DSP指令，控制功率單元逆變 器的IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及控制旁路裝置可控硅(Si)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷和控制過電流分流裝置 的IGBT(Tl)導(dǎo)通與關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，還包括完善的檢測(cè)控制電路，所述的檢測(cè)控制電路是 包括旁路裝置的檢測(cè)控制電路、過電流分流裝置的檢測(cè)控制電路、功率單元逆變器的IGBT 檢測(cè)控制電路等和整個(gè)功率單元的檢測(cè)控制電路。過電流分流裝置位于高壓變頻器每個(gè)IGBT功率單元旁路裝置回路后面。由一只 IGBT模塊(Tl)和一只功率電阻(Rl)組成的過電流分流裝置，其控制由功率單元DSP控制， 過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)導(dǎo)通或關(guān)斷，也就控制功率電阻(Rl)串入分流或退出分流。IGBT模塊的特性是例如高壓變頻器的主控設(shè)定輸出頻率為30HZ，不管IGBT模 塊功率余量多大，但輸出的功率是與30HZ相等的功率，在這期間如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載突 然變化時(shí)(特別是電廠、新干法水泥廠，平時(shí)存在著塌料現(xiàn)象)造成電動(dòng)機(jī)瞬間堵轉(zhuǎn)時(shí)電流 突變，電機(jī)瞬間嚴(yán)重過載，在這時(shí)必將導(dǎo)致功率單元IGBT嚴(yán)重過電流，使功率單元故障。過 電流分流裝置是針對(duì)功率單元的IGBT過電流進(jìn)行分流，其控制是由功率單元的DSP控制系 統(tǒng)，檢測(cè)功率單元的IGBT模塊過電流時(shí)，就導(dǎo)通了過電流分流裝置的IGBT(Tl)串入功率電 阻(Rl)分流。當(dāng)DSP檢測(cè)到功率單元的IGBT模塊過電流徹底消除后，DSP控制系統(tǒng)就關(guān) 斷過電流分流裝置的IGBT(Tl)使功率電阻(Rl)退出了分流，所有控制信號(hào)全部采用光纖 輸送。大部分電氣產(chǎn)品包括高壓變頻器都是因過電流或過電壓引起系統(tǒng)故障的較多，高壓變頻器的主要器件就是靠功率單元的IGBT模塊，所以解決了功率單元的IGBT模塊過電 流，就保證了高壓變頻的可靠性及穩(wěn)定性和高壓電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，增強(qiáng)了生產(chǎn)效益。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器，能使高壓 變頻器功率單元IGBT模塊的過電流徹底消除，提高了高壓變頻器的可靠性及穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器它 包括移相隔離變壓器、高壓變頻器主控DSP系統(tǒng)及PLC控制器和每個(gè)功率單元DSP控制，所 述的高壓變頻器主控DSP系統(tǒng)，控制整個(gè)高壓變頻器的每個(gè)功率單元，每個(gè)功率單元DSP控 制每個(gè)功率單元的IGBT驅(qū)動(dòng)及旁路裝置和過電流分流裝置；其特征在于該過電流分流裝 置位于高壓變頻器每個(gè)功率單元旁路裝置電路回路后面；由每個(gè)功率單元DSP控制其導(dǎo)通 與斷開。為對(duì)上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的細(xì)化該過電流分流裝置是由一只IGBT模塊(Tl) 和一只功率電阻(Rl)組成的裝置；由IGBT模塊(Tl)作快速導(dǎo)通和關(guān)斷作用，IGBT模塊 (Tl)導(dǎo)通時(shí)使功率電阻(Rl)串入分流，IGBT模塊(Tl)關(guān)斷時(shí)使功率電阻(Rl)退出分流。為對(duì)上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的細(xì)化所述的過電流分流裝置，是由每個(gè)功率單元 的DSP來(lái)控制過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)導(dǎo)通與關(guān)斷，由每個(gè)功率單元的DSP檢測(cè) 到，功率單元IGBT模塊運(yùn)行的電流，超過正常運(yùn)行設(shè)定的保護(hù)值時(shí)，功率單元的DSP就控制 導(dǎo)通了過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)使功率電阻(Rl)串入了分流。當(dāng)DSP檢測(cè)到功 率單元的IGBT模塊過電流徹底消除后，功率單元DSP就控制關(guān)斷了過電流分流裝置的IGBT 模塊(Tl)，使功率電阻(Rl)退出了分流。為對(duì)上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的細(xì)化每個(gè)IGBT功率單元內(nèi)都設(shè)有DSP控制和旁路 裝置及過電流分流裝置；每個(gè)功率單元內(nèi)置的DSP根據(jù)上級(jí)高壓變頻器主控DSP指令，控 制功率單元逆變器的IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及控制旁路裝置(Si)可控硅進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷作用和 控制過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)導(dǎo)通與關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，還包括完善的檢測(cè)控制電路。為對(duì)上述技術(shù)方案作進(jìn)一步的細(xì)化高壓變頻器的主控DSP通過光纖通訊連接， 控制每個(gè)功率單元的DSP并傳達(dá)指令，每個(gè)功率單元的DSP同時(shí)也將檢測(cè)控制的數(shù)據(jù)信息， 上傳給高壓變頻器的主控DSP系統(tǒng)，所有控制均采用光纖通訊連接。發(fā)明效果是本實(shí)用新型能有效的消除高壓變頻器功率單元IGBT逆變器的過電 流。解除了高壓變頻器功率單元因過電流引發(fā)的故障，提高了高壓變頻器的可靠性與穩(wěn)定 性。
圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
具體實(shí)施方式
為了更進(jìn)一步的說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更詳細(xì)的 描述如圖1所示的設(shè)有過電流分流裝置，在整個(gè)高壓變頻器系統(tǒng)中構(gòu)成的原理及位置和 控制方式所述的高壓變頻器是由移相隔離變壓器的二次繞阻多抽頭輸出電源，分別為每 相多個(gè)IGBT功率單元供電，通過每相多個(gè)IGBT功率單元串聯(lián)疊加后，輸出高壓到高壓電動(dòng) 機(jī)。高壓變頻器的主控DSP通過光纖通訊連接、控制每個(gè)功率單元的DSP并傳達(dá)指令給定工作頻率、電壓、功率等運(yùn)行指令，每個(gè)功率單元的DSP同時(shí)也將檢測(cè)控制的數(shù)據(jù)信息，上 傳給高壓變頻器的主控DSP系統(tǒng)。每個(gè)IGBT功率單元內(nèi)都設(shè)有DSP控制和旁路裝置及過電流分流裝置。每個(gè)功率 單元內(nèi)置的DSP根據(jù)上級(jí)高壓變頻器主控DSP指令，控制功率單元逆變器的IGBT的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)及控制旁路裝置(Si)可控硅驅(qū)動(dòng)信號(hào)和控制過電流分流裝置的(Tl) IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 還包括完善的檢測(cè)控制電路，所述的檢測(cè)控制電路是包括旁路裝置、過電流分流裝置、功率 單元逆變器的IGBT檢測(cè)控制電路等和整個(gè)功率單元的檢測(cè)控制電路。該過電流分流裝置是在高壓變頻器功率單元旁路裝置回路后面，由一只(Tl) IGBT 模塊和一只(Rl)功率電阻組成的過電流分流裝置，由功率單元的DSP控制過電流分流裝置 的(Tl) IGBT作快速導(dǎo)通和關(guān)斷作用，當(dāng)DSP檢測(cè)到功率單元IGBT模塊過電流時(shí)，就導(dǎo)通了 過電流分流裝置的(Tl) IGBT使(Rl)功率電阻串入分流，當(dāng)DSP檢測(cè)到功率單元IGBT模塊 過電流徹底消除后，DSP就關(guān)斷過電流分流裝置的(Tl)IGBT使(Rl)功率電阻退出了分流， 從而消除了功率單元IGBT過電流，所有通訊信號(hào)均采用光纖輸送，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性 高、成本低、作用大等特點(diǎn)，提高了高壓變頻器的可靠性及穩(wěn)定性。1.具有更為顯著的是過電流分流裝置，能有效的消除高壓變頻器功率單元IGBT 逆變器的過電流。解除了高壓變頻器功率單元因過電流引發(fā)的故障，提高了高壓變頻器的 可靠性與穩(wěn)定性。2.過電流分流裝置由功率單元DSP檢測(cè)控制，過電流分流裝置的IGBT驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通與 關(guān)斷，使功率電阻串入分流與退出分流，所有控制信號(hào)均采用光纖輸送，采用集電力、電子 技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，提高了系統(tǒng)先 進(jìn)性與可靠性。3.過電流分流裝置的構(gòu)成簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、作用大，提高了高壓變頻器的 整體運(yùn)行效率。以上所述是本使用新型的具體實(shí)施及所運(yùn)用的技術(shù)原理，任何基于本實(shí)用新型技 術(shù)的等效變換，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器它包括移相隔離變壓器、高壓變頻器主控DSP系統(tǒng)及PLC控制器和每個(gè)功率單元DSP控制，所述的高壓變頻器主控DSP系統(tǒng)，控制整個(gè)高壓變頻器的每個(gè)功率單元，每個(gè)功率單元DSP控制每個(gè)功率單元的IGBT驅(qū)動(dòng)及旁路裝置和過電流分流裝置；其特征在于該過電流分流裝置位于高壓變頻器每個(gè)功率單元旁路裝置電路回路后面；由每個(gè)功率單元DSP控制其導(dǎo)通與斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器其特征在于該過 電流分流裝置是由一只IGBT模塊(Tl)和一只功率電阻(Rl)組成的裝置；由IGBT模塊 (Tl)作快速導(dǎo)通和關(guān)斷作用，IGBT模塊(Tl)導(dǎo)通時(shí)使功率電阻(Rl)串入分流，IGBT模塊 (Tl)關(guān)斷時(shí)使功率電阻(Rl)退出分流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器其特征在于所述 的過電流分流裝置，是由每個(gè)功率單元的DSP來(lái)控制過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)導(dǎo) 通與關(guān)斷，由每個(gè)功率單元的DSP檢測(cè)到，功率單元IGBT模塊運(yùn)行的電流，超過正常運(yùn)行設(shè) 定的保護(hù)值時(shí)，功率單元的DSP就控制導(dǎo)通了過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)使功率電 阻(Rl)串入了分流，當(dāng)DSP檢測(cè)到功率單元的IGBT模塊過電流徹底消除后，功率單元DSP 就控制關(guān)斷了過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)，使功率電阻(Rl)退出了分流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器其特征在于每個(gè) IGBT功率單元內(nèi)都設(shè)有DSP控制和旁路裝置及過電流分流裝置；每個(gè)功率單元內(nèi)置的DSP 根據(jù)上級(jí)高壓變頻器主控DSP指令，控制功率單元逆變器的IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)及控制旁路裝 置(Si)可控硅進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷作用和控制過電流分流裝置的IGBT模塊(Tl)導(dǎo)通與關(guān)斷 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，還包括完善的檢測(cè)控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器其特征在于高壓 變頻器的主控DSP通過光纖通訊連接，控制每個(gè)功率單元的DSP并傳達(dá)指令，每個(gè)功率單元 的DSP同時(shí)也將檢測(cè)控制的數(shù)據(jù)信息，上傳給高壓變頻器的主控DSP系統(tǒng)，所有控制均采用 光纖通訊連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高壓變頻器領(lǐng)域，尤其涉及設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器。目的在于提供一種設(shè)有過電流分流裝置的高壓變頻器，能使高壓變頻器功率單元模塊的過電流徹底消除，提高了高壓變頻器的可靠性及穩(wěn)定性。為達(dá)目的它包括移相隔離變壓器、高壓變頻器主控系統(tǒng)及控制器和每個(gè)功率單元控制，所述的高壓變頻器主控系統(tǒng)，控制整個(gè)高壓變頻器的每個(gè)功率單元，每個(gè)功率單元控制，每個(gè)功率單元的驅(qū)動(dòng)及旁路裝置和過電流分流裝置。其特征在于該過電流分流裝置位于高壓變頻器每個(gè)功率單元旁路裝置電路回路后面；由每個(gè)功率單元控制其導(dǎo)通與斷開。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、作用大，提高了高壓變頻器的整體運(yùn)行效率。
文檔編號(hào)H02M1/32GK201733239SQ20102018361
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者黃松強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海南征電子電氣成套有限公司