高壓變頻器功率單元系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，包括電源輸入單元、整流單元、濾波電路、逆變單元、變壓器和功率控制單元，所述電源輸入單元、整流單元、濾波電路和逆變單元依次電性連接，所述變壓器連接在所述電源輸入單元和所述功率控制單元之間，所述功率控制單元進一步與所述逆變單元電性連接；所述逆變單元包括IGBT模塊，所述IGBT模塊包括第一至第四IGBT，每一個所述IGBT的門極、集電極和發(fā)射極分別與所述功率控制單元電性連接。通過上述方式，本發(fā)明濾波性能較好，能夠消除所述功率控制單元中的共模電壓和電壓雜波，吸收短時尖峰脈沖，有效的保護了整個電路系統(tǒng)，延長電路系統(tǒng)的使用壽命。
【專利說明】高壓變頻器功率單元系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓變頻器功率單元系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器是一種常用的電力控制設備，它能夠改變工作電源的頻率，從而控制交流電動機工作。一般的變頻器主要由整流電路、濾波電路、逆變電路和功率控制電路組成，現(xiàn)有的變頻器大多濾波效果不好，很不穩(wěn)定，通電時整流電路容易擊穿，大大降低了整個變頻器的使用性能和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，濾波性能較好，能夠消除所述功率控制單元中的共模電壓和電壓雜波，吸收短時尖峰脈沖，有效的保護了整個電路系統(tǒng)，延長電路系統(tǒng)的使用壽命。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，包括電源輸入單元、整流單元、濾波電路、逆變單元、變壓器和功率控制單元，所述電源輸入單元、整流單元、濾波電路和逆變單元依次電性連接，所述變壓器連接在所述電源輸入單元和所述功率控制單元之間，所述功率控制單元進一步與所述逆變單元電性連接；所述逆變單元包括絕緣柵門極晶體管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Translator)模±夾，所述IGBT模塊包括第一至第四IGBT，每一個所述IGBT的門極、集電極和發(fā)射極分別與所述功率控制單元電性連接。
[0005]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述電源輸入單元與三相交流電源連接，所述電源輸入單兀包括第一熔斷器、第二熔斷器、第一電容、第二電容和第三電容，所述第一電容、第二電容和第三電容的第二端電性連接，所述第一熔斷器的第一端形成第一電源輸入端，所述第一熔斷器的第二端與所述第一電容的第一端電性連接；所述第二電容的第一端形成第二電源輸入端，所述第二熔斷器的第一端形成第三電源輸入端，第二熔斷器的第二端與第三電容的第一端電性連接。
[0006]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述整流單元包括第一至第六整流二極管，所述第一至第三整流二極管的陰極之間電性連接且連接處形成所述整流單元的第一輸出端，所述第四至第六整流二極管的陽極之間電性連接且連接處形成所述整流單元的第二輸出端，所述第一整流二極管的陽極、第四整流二極管的陰極和第一熔斷器的第二端電性連接；所述第二整流二極管的陽極、第五整流二極管的陰極和第二電容的第一端電性連接；所述第三整流二極管的陽極、第六整流二極管的陰極和第二熔斷器的第二端電性連接。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述整流單元的第一輸出端與第二輸出端之間進一步連接有第四電容。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述濾波電路包括第五電容和兩個并聯(lián)連接的濾波單元，所述第五電容與所述濾波單元并聯(lián)連接，每一個濾波單元包括三個鋁電解電容和三個電阻，每一個所述鋁電解電容與一個所述電阻并聯(lián)連接，其中第一個鋁電解電容的正極與所述整流單元的第一輸出端電性連接，負極與第二個鋁電解電容的正極電性連接，第二個鋁電解電容的負極與第三個鋁電解電容的正極電性連接，第三個鋁電解電容的負極與所述整流單元的第二輸出端電性連接。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，在逆變單元中，第一 IGBT的發(fā)射極與所述第二 IGBT的集電極電性連接，所述第三IGBT的發(fā)射極與所述第四IGBT的集電極電性連接；所述第一IGBT的發(fā)射極形成所述逆變單元的第一電壓輸出端，所述第三IGBT的發(fā)射極形成所述逆變單元的第二電壓輸出端。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述逆變單元進一步包括第六電容、第七電容和四個瞬態(tài)抑制二極管，所述第六電容連接在所述第一 IGBT的集電極與所述第二 IGBT的發(fā)射極之間，所述第七電容連接在所述第三IGBT的集電極與所述第四IGBT的發(fā)射極之間，每一個所述瞬態(tài)抑制二極管連接在一個IGBT的集電極和發(fā)射極之間，其中，所述瞬態(tài)抑制二極管的陽極與所述IGBT的發(fā)射極電性連接，陰極與所述IGBT的集電極電性連接。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述變壓器包括初級線圈和次級線圈，所述變壓器的初級線圈與所述電源輸入單元電性連接，所述變壓器的次級線圈與所述功率控制單元的輸入端電性連接。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述功率控制單元包括功率控制板、驅(qū)動板和IGBT模塊電路板，所述驅(qū)動板連接在所述功率控制板和IGBT模塊電路板之間。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述功率控制單兀進一步包括光纖信號輸出端和光纖信號輸入端。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明濾波性能較好，能夠消除所述功率控制單元中的共模電壓和電壓雜波，吸收短時尖峰脈沖，有效的保護了整個電路系統(tǒng)，延長電路系統(tǒng)的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖中各部件的標記如下:1、電源輸入單元；2、整流單元；3、濾波電路；4、逆變單元；5、功率控制單元；501、功率控制板；502、驅(qū)動板；503、IGBT模塊電路板；D1、第一整流二極管；D2、第二整流二極管；D3、第三整流二極管；D4、第四整流二極管；D5、第五整流二極管；D6、第六整流二極管；T1、第一 IGBT ;Τ2、第二 IGBT ;Τ3、第三 IGBT ;Τ4、第四 IGBT ;C1、第一電容；C2、第二電容；C3、第三電容；C4、第四電容；C5、第五電容；C6、第六電容；C7、第七電容；FU1、第一熔斷器；FU2、第二熔斷器；P1、光纖信號輸出端；P2、光纖信號輸入端；TC、變壓器。
【具體實施方式】[0018]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]請參閱圖1，本發(fā)明實施例包括:
[0020]一種高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，包括電源輸入單元1、整流單元2、濾波電路3、逆變單元4、變壓器TC和功率控制單元5，所述電源輸入單元1、整流單元2、濾波電路3和逆變單元4依次電性連接，所述變壓器TC連接在所述電源輸入單元I和所述功率控制單元5之間，所述功率控制單元5進一步與所述逆變單元4電性連接。
[0021]所述電源輸入單元I與三相電源連接，所述電源輸入單元I包括第一熔斷器FU1、第二熔斷器FU2、第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3，所述第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3的第二端電性連接，所述第一熔斷器FUl的第一端形成第一電源輸入端，所述第一熔斷器FUl的第二端與所述第一電容Cl的第一端電性連接；所述第二電容C2的第一端形成第二電源輸入端，所述第二熔斷器FU2的第一端形成第三電源輸入端，第二熔斷器FU2的第二端與第三電容C3的第一端電性連接。所述第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3能夠濾除雜波。
[0022]在本發(fā)明中，所述整流單元2包括第一至第六整流二極管D6，所述第一至第三整流二極管的陰極之間電性連接且連接處形成所述整流單元2的第一輸出端，所述第四至第六整流二極管的陽極之間電性連接且連接處形成所述整流單元2的第二輸出端，所述第一整流二極管Dl的陽極、第四整流二極管D4的陰極和第一熔斷器FUl的第二端電性連接；所述第二整流二極管D2的陽極、第五整流二極管D5的陰極和第二電容C2的第一端電性連接；所述第三整流二極管D3的陽極、第六整流二極管D6的陰極和第二熔斷器FU2的第二端電性連接。所述整流電路能夠?qū)⑷嘟涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電。
[0023]此外，所述整流單元2的第一輸出端與第二輸出端之間進一步連接有第四電容C4，所述第四電容C4能夠進一步吸收雜波。
[0024]所述濾波電路3包括第五電容C5和兩個并聯(lián)連接的濾波單元，所述第五電容C5與所述濾波單元并聯(lián)連接，每一個濾波單元包括三個鋁電解電容(圖未標)和三個電阻(圖未標)，每一個所述鋁電解電容與一個所述電阻并聯(lián)連接，其中第一個鋁電解電容的正極與所述整流單元2的第一輸出端電性連接，負極與第二個鋁電解電容的正極電性連接，第二個鋁電解電容的負極與第三個鋁電解電容的正極電性連接，第三個鋁電解電容的負極與所述整流單元2的第二輸出端電性連接。
[0025]經(jīng)過所述濾波電路3濾波后的直流電輸入逆變單元4。所述逆變單元4包括IGBT模塊，所述IGBT模塊包括第一至第四IGBTTl?T4。其中，第一 IGBT Tl的發(fā)射極與所述第二 IGBT T2的集電極電性連接，所述第三IGBT T3的發(fā)射極與所述第四IGBT T4的集電極電性連接；所述第一 IGBT Tl的發(fā)射極形成所述逆變單元4的第一電壓輸出端，所述第三IGBT T3的發(fā)射極形成所述逆變單元4的第二電壓輸出端。
[0026]本發(fā)明所述逆變單元4進一步包括第六電容C6、第七電容C7和四個瞬態(tài)抑制二極管(圖未標)，所述第六電容C6連接在所述第一 IGBT Tl的集電極與所述第二 IGBT T2的發(fā)射極之間，所述第七電容C7連接在所述第三IGBT T3的集電極與所述第四IGBT T4的發(fā)射極之間，每一個所述瞬態(tài)抑制二極管連接在一個IGBT的集電極和發(fā)射極之間，其中，所述瞬態(tài)抑制二極管的陽極與所述IGBT的發(fā)射極電性連接，陰極與所述IGBT的集電極電性連接。
[0027]在具體應用時，所述濾波電路3和所述逆變單元4分別采用疊排設計，且電容上和IGBT模塊上的疊排，分開設置，充分最大化利用疊排的作用，使整個電路系統(tǒng)中的正負導電排盡量靠近，且正對面積足夠大，減少了單一銅排的裸露面積，從而減少漏感和寄生電感，加大高次紋波的吸收，大大提升了整個電路系統(tǒng)的電氣性能。
[0028]所述變壓器TC包括初級線圈和次級線圈，所述變壓器TC的初級線圈與所述電源輸入單元I電性連接，所述變壓器TC的次級線圈與所述功率控制單元5的輸入端電性連接以給所述功率控制單元5提供電能。
[0029]在本實施例中，所述功率控制單元5包括功率控制板501、驅(qū)動板502和IGBT模塊電路板503，所述驅(qū)動板502連接在所述功率控制板501和IGBT模塊電路板503之間。所述IGBT模塊電路板503包括多個控制輸出端，每一個所述IGBT的門極、集電極和發(fā)射極分別與一個所述控制輸出端電性連接。所述功率控制板501發(fā)出的控制信號依次經(jīng)過所述驅(qū)動板502和IGBT模塊電路板503傳送至所述逆變單元4，控制所述逆變單元4輸出的電壓頻率。
[0030]所述功率控制單元5進一步包括光纖信號輸出端Pl和光纖信號輸入端P2以實現(xiàn)光纖通信。
[0031]綜上所述，本發(fā)明采用了第一至第五電容，濾波性能較好，能夠消除所述功率控制單元5中的共模電壓和電壓雜波，吸收短時尖峰脈沖，有效的保護了整個電路系統(tǒng)，延長電路系統(tǒng)的使用壽命；所述IGBT模塊電路板503就近實現(xiàn)所述IGBT的門極與發(fā)射極間的電阻連接，防止IGBT門極因懸空狀態(tài)而被靜電損壞；就近實現(xiàn)瞬態(tài)抑制二極管焊接，實現(xiàn)就近過壓保護，同時實現(xiàn)信號線的方便連接。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，包括電源輸入單元(I)、整流單元(2)、濾波電路(3)、逆變單元(4)、變壓器(TC)和功率控制單元(5)，所述電源輸入單元、整流單元、濾波電路和逆變單元依次電性連接，所述變壓器連接在所述電源輸入單元和所述功率控制單元之間，所述功率控制單元進一步與所述逆變單元電性連接；所述逆變單元包括IGBT模塊，所述IGBT模塊包括第一至第四IGBT，每一個所述IGBT的門極、集電極和發(fā)射極分別與所述功率控制單元電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述電源輸入單元與三相交流電源連接，所述電源輸入單元包括第一熔斷器(FU1)、第二熔斷器(FU2)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)和第三電容(C3)，所述第一電容、第二電容和第三電容的第二端電性連接，所述第一熔斷器的第一端形成第一電源輸入端，所述第一熔斷器的第二端與所述第一電容的第一端電性連接；所述第二電容的第一端形成第二電源輸入端，所述第二熔斷器的第一端形成第三電源輸入端，第二熔斷器的第二端與第三電容的第一端電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述整流單元包括第一至第六整流二極管，所述第一至第三整流二極管的陰極之間電性連接且連接處形成所述整流單元的第一輸出端，所述第四至第六整流二極管的陽極之間電性連接且連接處形成所述整流單元的第二輸出端，所述第一整流二極管(Dl)的陽極、第四整流二極管(D4)的陰極和第一熔斷器的第二端電性連接；所述第二整流二極管(D2)的陽極、第五整流二極管(D5)的陰極和第二電容的第一端電性連接；所述第三整流二極管(D3)的陽極、第六整流二極管(D6)的陰極和第二熔斷器的第二端電性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述整流單元的第一輸出端與第二輸出端之間進一步連接有第四電容(C4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波電路包括第五電容(C5)和兩個并聯(lián)連接的濾波單元，所述第五電容與所述濾波單元并聯(lián)連接，每一個濾波單元包括三個鋁電解電容和三個電阻，每一個所述鋁電解電容與一個所述電阻并聯(lián)連接，其中第一個鋁電解電容的正極與所述整流單元的第一輸出端電性連接，負極與第二個鋁電解電容的正極電性連接，第二個鋁電解電容的負極與第三個鋁電解電容的正極電性連接，第三個鋁電解電容的負極與所述整流單元的第二輸出端電性連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，在逆變單元中，第一IGBT的發(fā)射極與所述第二 IGBT的集電極電性連接，所述第三IGBT的發(fā)射極與所述第四IGBT的集電極電性連接；所述第一 IGBT的發(fā)射極形成所述逆變單元的第一電壓輸出端，所述第三IGBT的發(fā)射極形成所述逆變單元的第二電壓輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變單元進一步包括第六電容(C6)、第七電容(C7)和四個瞬態(tài)抑制二極管，所述第六電容連接在所述第一 IGBT (Tl)的集電極與所述第二 IGBT (T2)的發(fā)射極之間，所述第七電容連接在所述第三IGBT (T3)的集電極與所述第四IGBT (T4)的發(fā)射極之間，每一個所述瞬態(tài)抑制二極管連接在一個IGBT的集電極和發(fā)射極之間，其中，所述瞬態(tài)抑制二極管的陽極與所述IGBT的發(fā)射極電性連接，陰極與所述IGBT的集電極電性連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述變壓器包括初級線圈和次級線圈，所述變壓器的初級線圈與所述電源輸入單元電性連接，所述變壓器的次級線圈與所述功率控制單元的輸入端電性連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述功率控制單元包括功率控制板(501)、驅(qū)動板(502)和IGBT模塊電路板(503)，所述驅(qū)動板連接在所述功率控制板和IGBT模塊電路板之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器功率單元系統(tǒng)，其特征在于，所述功率控制單元進一步包括光 纖信號輸出端(Pl)和光纖信號輸入端(P2)。
【文檔編號】H02M5/458GK103701335SQ201310755484
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】勵小峰, 姚亞兵, 蔣錢良 申請人:天安電氣集團浙江電氣有限公司