專利名稱：一種非移相變壓器的變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種非移相變壓器的變頻器。
背景技術(shù)：
電壓型中小功率變頻器典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為H橋串聯(lián)結(jié)構(gòu)，參見圖1，圖I是傳統(tǒng)技術(shù)方案的整機(jī)系統(tǒng)原理圖，以30MVA為例，高壓電源經(jīng)移相變壓器，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘟M較低電壓輸出，且輸出的三相電源具有一定的移相角度。三相電源輸入至功率單元，然后經(jīng)過功率單元內(nèi)部的整流器件整流為直流電源， 經(jīng)電容濾波后再逆變?yōu)轭l率可調(diào)的單相交流電源，最后再將各個(gè)功率單元串聯(lián)起來，達(dá)到輸出電壓的功能。現(xiàn)有技術(shù)的變頻器采用移相變壓器技術(shù)，而目前移相變壓器的容量上限值為7MVA，如果想使得移相變壓器的容量繼續(xù)做大，那么對系統(tǒng)散熱將提出很高的要求。另外，移相變壓器二次繞組抽頭很多，致使移相變壓器的散熱方式只能采用干式強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱(因?yàn)槌轭^多，導(dǎo)致密封性不好，所有不能采用油浸式的散熱方式)。移相變壓器容量大，變壓器的損耗就大，損耗大發(fā)熱就多，相對應(yīng)就要求移相變壓器要匹配很好的散熱系統(tǒng)。而干式強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱方式有本身的局限性，超過散熱承受力后，就需要考慮其他的散熱方式，否則由于散熱不及時(shí)而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)器件的損壞和性能不穩(wěn)定。當(dāng)變頻器的容量增大后，采用的移相變壓器的數(shù)量就要相應(yīng)增加，但由于移相變壓器散熱的限制，變頻器會存在散熱問題導(dǎo)致的器件的損壞和性能不穩(wěn)定。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型在于提供一種非移相變壓器的變頻器，以解決上述由于變頻器容量增加，移相變壓器數(shù)量也相應(yīng)增加，由于散熱導(dǎo)致變頻器性能不穩(wěn)定的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種非移相變壓器的變頻器，包括至少兩個(gè)非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個(gè)非移相變壓器的每一相至少連接一個(gè)功率單元。所述非移相變壓器為采用油浸式冷卻的非移相變壓器。所述功率單元為單相功率單元。所述單向功率單元包括單向可控整流電路、濾波電路、直流支撐電路和逆變電路。所述單向可控整流電路由4個(gè)IGCT和用于高頻的吸收電容組成。所述濾波電路為LC串聯(lián)諧振電路。所述直流支撐電路為用于濾波的薄膜電容。所述逆變電路由4個(gè)IGCT和用于高頻的吸收電容組成。所述變頻器為3kv IOkv的高壓變頻器。本實(shí)施方案所涉及的功率單元采用單相可控制整流技術(shù)，功率器件使用耐壓等級較高的IGCT模塊，從而減少電源的相數(shù)，進(jìn)一步減少了功率單元內(nèi)部的器件數(shù)量。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本方案的有益效果表現(xiàn)在I、減少了功率單元的二次抽頭數(shù)量，從而為采用油浸式的散熱方式提供了可能，散熱效果更好；2、解決了輸入諧波的問題，所以可以采用普通電力降壓變壓器，二次側(cè)無需考慮移相，這樣就使得變壓器的容量做到足夠大，從而使得變頻器的容量也足夠大。

圖I為傳統(tǒng)技術(shù)方案的整機(jī)系統(tǒng)原理圖； 圖2為本實(shí)施例功率單元的電氣結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)施例整機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為清楚說明本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明。在實(shí)施例中的變頻器為高壓范圍在3kf IOkv的高壓變頻器。該變頻器包括多個(gè)非移相變壓器和多個(gè)功率單元，所述二次繞組之間電壓相位相同的變壓器為非移相變壓器；其中，每個(gè)所述非移相變壓器的每一相至少連接一個(gè)功率單元。該變頻器可用于各種高壓環(huán)境，與采用移相變壓器的變頻器相比，可有效減少功率單元與非移相變壓器之間的連接器件，從而當(dāng)變頻器容量增加后，內(nèi)部器件與采用移相變壓器的變頻器相比，器件增加的較少，避免了由于容量增加導(dǎo)致變頻器內(nèi)部器件多，散熱影響變頻器穩(wěn)定工作的問題。優(yōu)選地，功率單元可采用單相功率單元，從而減少功率單元與非移相變壓器之間的連接器件，如銅排等。優(yōu)選地，非移相變壓器采用油浸式冷卻方式，可有效降低工作熱量，避免導(dǎo)致變頻器由于過熱出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。參見圖2，為本實(shí)施例功率單元的電氣原理圖，該功率單元主要包括整流電路、濾波電路、直流支撐電路和逆變電路。其中整流電路由4個(gè)可控開關(guān)器件IGCT、用于高頻的吸收電容CWl和CW2組成，此整流電路為單相可控整流電路。濾波電路由電感LS和吸收電容CW5串聯(lián)組成，用來消除單元內(nèi)的電壓紋波，同時(shí)減少直流母線處濾波電容的使用數(shù)量。直流支撐電路由兩個(gè)薄膜電容Cl、C2并聯(lián)組成。逆變電路主要由兩只用于高頻的吸收電容CW3、CW4和4個(gè)可控開關(guān)器件IGCT組成。參見圖3，圖3為本實(shí)用新型一種非移相變壓器的變頻器的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)圖，以30MVA為例，高壓電源進(jìn)線有5個(gè)油浸式電力變壓器組成，每個(gè)變壓器的容量為6MVA、變比為10KV/1150V，二次側(cè)三個(gè)繞組輸出A、B、C三相，每個(gè)繞組電壓約為1150V，每個(gè)繞組給每相的一個(gè)功率單元供電，每相功率單元串聯(lián)后輸出至電機(jī)，變壓器位于對應(yīng)的所連接的三個(gè)單元的后面，功率單元與變壓器之間采用銅排連接，變壓器使用油浸式冷卻方式，功率單元采用水冷。與采用 移相變壓器的變頻器相比，本實(shí)用新型的變頻器可有效減少每個(gè)功率單元內(nèi)部的器件數(shù)，同時(shí)減少變壓器與功率單元之間的線纜連接，相比于原有技術(shù)，本方案可以大大降低系統(tǒng)的成本。例如，以10kV，30MVA采用移相變壓器和功率單元的變頻器系統(tǒng)為例，需要采用以下器件I、功率單元采用三相不控整流技術(shù)，整流電路中包括6個(gè)二極管；2、為了消除輸入諧波，IOkV系統(tǒng)通用產(chǎn)品為9級系統(tǒng)(每相9個(gè)功率單元)，每相中移相角為α=60° /9 = 6.7°。3、移相變壓器最大容量可做到7MVA，根據(jù)系統(tǒng)組成，需要使用6臺(因?yàn)橐葡嘧儔浩髦荒懿捎门紨?shù)個(gè))5MVA移相整流變壓器，配合27個(gè)(9級系統(tǒng)*3相)功率單元；4、變壓器與功率單元之間的連接有81根(每個(gè)單元3根電纜或銅牌*27個(gè)單元)電纜或銅排；5、移相變壓器需要強(qiáng)迫風(fēng)冷，每臺變壓器頂部需要配備4臺冷卻風(fēng)機(jī)；在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，采用非移相變壓器和功率單元的變頻器系統(tǒng)，需要采用以下器件I、功率單元采用單相可控整流，每個(gè)功率單元的整流電路中包括4個(gè)IGCT ；2、使用5臺6MVA非移相電力降壓變壓器；配合15個(gè)功率單元；3、非移相變壓器與功率單元之間的連接有30根銅排；4、因單臺變壓器二次抽頭減少，可以使用油浸式冷卻方式，減少設(shè)備冷卻風(fēng)機(jī)數(shù)
量，提高效率。對于本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所闡述的裝置，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種非移相變壓器的變頻器，其特征在于，包括至少兩個(gè)非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個(gè)非移相變壓器的每一相至少連接一個(gè)功率單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變頻器，其特征在于，所述非移相變壓器為采用油浸式冷卻的非移相變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變頻器，其特征在于，所述功率單元為單相功率單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻器，其特征在于，所述單向功率單元包括單向可控整流電路、濾波電路、直流支撐電路和逆變電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述單向可控整流電路由4個(gè)IGCT和用于高頻的吸收電容組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述濾波電路為LC串聯(lián)諧振電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述直流支撐電路為用于濾波的薄膜電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述逆變電路由4個(gè)IGCT和用于高頻的吸收電容組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求Γ8任一項(xiàng)所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器為3kfIOkv的高壓變頻器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種非移相變壓器的變頻器，包括至少兩個(gè)非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個(gè)非移相變壓器的每一相至少連接一個(gè)功率單元。該變頻器可用于各種高壓環(huán)境，與采用移相變壓器的變頻器相比，可有效減少功率單元與非移相變壓器之間的連接器件，從而當(dāng)變頻器容量增加后，內(nèi)部器件與采用移相變壓器的變頻器相比，器件增加的較少，從而避免了由于容量增加導(dǎo)致變頻器內(nèi)部器件多，散熱影響變頻器穩(wěn)定工作的問題。本方案的非移相變壓器采用油浸式冷卻方式，可有效降低工作熱量，避免導(dǎo)致變頻器由于過熱出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。另外本方案所涉及的功率單元為單相功率單元，從而減少功率單元與非移相變壓器之間的連接器件，如銅排等。
文檔編號H02M5/10GK202679256SQ201220313709
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者陳佳寶, 張晶冰, 黃小光, 蘇位峰, 衛(wèi)三民, 翁海清, 茍銳鋒, 李俠 申請人:中國西電電氣股份有限公司, 北京西電華清科技有限公司