專利名稱：功率單元以及包括多個功率單元的高壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高壓變頻器領(lǐng)域，尤其涉及高壓變頻器的功率單元以及通過多個功率單元串聯(lián)來實現(xiàn)高壓的高壓變頻器。
背景技術(shù)：
美國專利4674024，5625545，5986909和中國機(jī)械工業(yè)出版社《通用變頻器及其應(yīng)用》第二版(ISBN 7-111-04766-4/TP.598)第395頁介紹了一種單元串聯(lián)多電平PWM電壓源型高壓變頻器(高壓變頻器一般輸出電壓等級為交流1KV-35KV，國外習(xí)慣稱中壓)。該結(jié)構(gòu)的變頻器采用若干個獨立PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式，以實現(xiàn)多電平高壓輸出，改善輸出電壓波形。變頻器輸入采用多副邊的移相多重化隔離變壓器，給每個功率單元分別供電的同時達(dá)到諧波抵消，改善輸入電流波形，提高輸入功率因數(shù)的目的。該變頻器還可以通過控制系統(tǒng)將故障功率單元自動旁路，使變頻器在一個或多個功率單元故障的情況下還能滿載或降額運(yùn)行。
現(xiàn)有高壓變頻器的功率單元散熱方式一般采用集中通風(fēng)散熱的方式。利用一個或幾個較大容量的散熱風(fēng)機(jī)通過專門設(shè)計的風(fēng)道，采取抽風(fēng)的方式給所有的功率單元同時提供散熱用風(fēng)量。存在以下缺點散熱效果不理想，由于各單元之間的通風(fēng)量分配不平均，為了保證通風(fēng)量最小的單元也能正常散熱，只能提高集中散熱風(fēng)機(jī)的容量，導(dǎo)致成本上升，噪音增加，電耗上升；由于需要設(shè)計專門的風(fēng)道，導(dǎo)致變頻器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計受到制約，而且整機(jī)體積較大。集中散熱用風(fēng)機(jī)一般采用外部低壓輔助電源(如交流380伏)供電，或者通過輸入高壓主電源(如10KV或6KV)經(jīng)變壓器降壓得到，當(dāng)外部輔助電源故障或降壓環(huán)節(jié)故障時，導(dǎo)致散熱風(fēng)機(jī)無法工作，造成變頻器停機(jī)或損壞，這樣就降低了可靠性。為了提高變頻器的可靠性，也有采取在風(fēng)機(jī)電源回路中加不間斷電源UPS的方法，但受UPS的蓄電池容量的限制，電源故障失電后風(fēng)機(jī)可持續(xù)運(yùn)行的時間也非常有限，變頻器短時運(yùn)行后就會由于過熱停機(jī)或損壞。
實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有高壓變頻器中對多個功率單元進(jìn)行集中通風(fēng)散熱存在的散熱效果不理想，可靠性低，成本高等缺點，本實用新型的第一目的是提供一種包括多個功率單元的高壓變頻器，它具有設(shè)計簡單、體積小的優(yōu)點。
本實用新型的第二目的是提供一種高壓變頻器專用的功率單元，采用這種功率單元，可以取消高壓變頻器的集中散熱系統(tǒng)，使高壓變頻器的設(shè)計簡單，可靠性高。
為了達(dá)到本實用新型的第一個目的，本實用新型提供了一種高壓變頻器，包括多個功率單元，所述多個功率單元的輸出被串聯(lián)起來輸出一個高電壓，所述的功率單元包括整流電路，與整流電路的輸出相連的濾波電容，與濾波電容相連的逆變電橋，以及控制功率單元工作的控制電路，所述控制電路通過光纖與高壓變頻器的主控制系統(tǒng)通信，其特征在于所述的功率單元還包括有風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)由功率單元的直流環(huán)節(jié)供電。
為了達(dá)到本實用新型的第二個目的，本實用新型提供了一種用于高壓變頻器的功率單元，包括整流電路，與整流電路的輸出相連的濾波電容，與濾波電容相連的逆變電橋，以及控制功率單元工作的控制電路，所述控制電路具有用于與高壓變頻器的主控制系統(tǒng)通信的光纖接口，其特征在于所述的功率單元還包括有風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)由功率單元的直流環(huán)節(jié)供電。
本實用新型的有益效果是
根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，由于每個功率單元單獨散熱，每個功率單元有自身獨立的散熱裝置，提高了散熱效果，省去了集中散熱所需要的復(fù)雜風(fēng)道，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，減小了變頻器的體積。
散熱電源由功率單元本身供電，不需外部輔助低壓電源，可靠性大大提高。
由于每個功率單元有自己的散熱裝置，所以某一個功率單元的散熱裝置不能工作不會造成整個變頻器的停機(jī)或故障，能大大提高高壓變頻器的可靠性，同時降低成本，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。
另外，由于由直流環(huán)節(jié)來給風(fēng)機(jī)供電，而直流環(huán)節(jié)上的大電容存儲的電能使得在功率單元斷電后風(fēng)機(jī)還能繼續(xù)工作一段時間，提高了散熱的效果。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1單元串聯(lián)式高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2現(xiàn)有功率單元原理圖圖3現(xiàn)有單元串聯(lián)式高壓變頻器散熱方式圖4采用直流母線供電的功率單元分布式散熱原理圖圖5功率單元分布式散熱結(jié)構(gòu)圖6采用冗余設(shè)計時的散熱原理圖圖7采用本實用新型的功率單元實現(xiàn)的高壓變頻器的散熱結(jié)構(gòu)具體實施方式
圖1為單元串聯(lián)式高壓變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸入變頻器的高壓交流電11經(jīng)過輸入變壓器12進(jìn)行隔離和降壓后形成的中間交流電分別供給各個功率單元13。功率單元13的輸入分別連接到變壓器副邊，相鄰功率單元的輸出串聯(lián)起來，形成高壓輸出，供給高壓交流電機(jī)14。如圖2所示，每個功率單元內(nèi)部有單元本地控制電路22，并通過光纖25和主控系統(tǒng)(未示出)進(jìn)行通信。主控系統(tǒng)協(xié)調(diào)各單元的控制，接受來自單元的信息并給單元發(fā)送命令。圖中采用每相3個功率單元串聯(lián)的方式，功率單元的串聯(lián)個數(shù)和每個功率單元的最高輸出電壓決定整個變頻器的最高輸出電壓。
圖2為圖1中常規(guī)功率單元13的結(jié)構(gòu)功率單元的交流輸入經(jīng)過進(jìn)線熔斷器21(過流保護(hù)用)后經(jīng)過由二極管組成的整流橋(整流電路)后形成脈動直流電，由濾波電容23組成的直流環(huán)節(jié)濾波電路對整流橋輸出的脈動直流電進(jìn)行濾波從而在正、負(fù)母線之間形成直流電壓。直流環(huán)節(jié)的正、負(fù)母線之間的直流電壓經(jīng)過由自關(guān)斷電力電子器件Q組成的逆變橋輸出。每個自關(guān)斷電力電子器件Q還反并聯(lián)有一個續(xù)流二極管。通過對逆變橋的各自關(guān)斷電力電子器件的控制端施加合適的控制信號，可以改變逆變橋輸出的電壓幅值和/或頻率，從而可以輸出各種合適的信號，通常是可變壓變頻的交流電。在有些高壓變頻器的功率單元中還帶有一個輸出旁路接觸器24或由電力電子器件組成的電子開關(guān)。輸出旁路接觸器24用于將故障的功率單元進(jìn)行自動旁路。功率單元控制電路22用于控制功率單元上的電力電子器件和監(jiān)測各種狀態(tài)，通過光纖25連接變頻器主控系統(tǒng)。功率單元控制電路中包括一個DC/DC開關(guān)電源變換裝置(直流-直流開關(guān)電源變換裝置)，用于將從功率單元的直流環(huán)節(jié)來的直流電壓(通常為500V-3000V)轉(zhuǎn)換為控制電路所用的低電壓，該DC/DC開關(guān)電源變換裝置通常有幾個副邊繞組，經(jīng)整流濾波后分別輸出例如5V，正負(fù)15V和24V的直流電壓，供功率單元控制電路的不同部分使用。對于小容量的功率單元，部分功率器件，如二極管、用于組成逆變橋的電力電子器件或濾波電容可以直接安裝在功率單元控制電路上，共用一塊電路板。根據(jù)不同的需要，功率單元的整流部分也可采用晶閘管或自關(guān)斷電力電子器件，如IGBT，從而做成可控整流。這種常規(guī)的功率單元電路及其各種變形結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟悉的，這里不再詳細(xì)描述。
圖3為現(xiàn)有單元串聯(lián)式高壓變頻器的結(jié)構(gòu)(輸入變壓器柜未表示)。如圖3所示，在變頻器31的功率單元柜頂部有一個散熱風(fēng)機(jī)32。這個位于變頻器頂部的集中式散熱風(fēng)機(jī)通過抽風(fēng)的方式對所有位于機(jī)柜中的功率單元13進(jìn)行散熱。圖中中間一行從左到右第二列的功率單元被移走。從圖中可以看出，每個功率單元都有一個包括一個進(jìn)氣口和一個出氣口的散熱通道34，功率單元的散熱器位于進(jìn)氣口和出氣口之間。在功率單元背后由一塊或多塊絕緣材料做成的密閉風(fēng)道，絕緣材料板上有與功率單元的出氣口對應(yīng)的孔36，從而使風(fēng)道與功率單元的出氣口連通。這種結(jié)構(gòu)上的安排保證當(dāng)抽風(fēng)機(jī)工作時，周圍空氣能從進(jìn)氣口進(jìn)入功率單元，經(jīng)過散熱器后從功率單元的出氣口流出并經(jīng)過絕緣板上對應(yīng)的孔36由散熱風(fēng)機(jī)32抽出，達(dá)到散熱功率單元的目的。
圖4為本實用新型的優(yōu)選實施方式采用的功率單元。在這個優(yōu)選實施方式中，在一個常規(guī)功率單元內(nèi)配備了由DC/DC開關(guān)電源變換裝置41和直流散熱風(fēng)機(jī)42組成的散熱裝置。
DC/DC開關(guān)電源變換裝置41的輸入分別連接直流環(huán)節(jié)的正母線和負(fù)母線，其輸出連接直流風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)的工作電源輸入端。DC/DC開關(guān)電源變換裝置的作用是將功率單元直流環(huán)節(jié)上的較高直流電壓(通常為500-3000伏)經(jīng)過降壓變換得到合適的直流電壓(如直流12V或24V或48V)供給直流風(fēng)機(jī)。直流風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)量用于直接散熱功率器件及其它需要散熱的元件或者通過散熱對應(yīng)單元的散熱器間接散熱功率器件或其他需要散熱的元件。DC/DC開關(guān)電源變換裝置可以采用任何合適的降壓式DC/DC開關(guān)電源變換裝置(又稱為開關(guān)電源電路)。關(guān)于DC/DC開關(guān)電源變換裝置的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟悉的，在這里不再詳細(xì)描述。具體可參見《高頻功率電子學(xué)》(科學(xué)出版社1993年ISBN7-03-003356-6/TN.136)第二章PWM型DC-DC開關(guān)變換器。
關(guān)于自動旁路的方法可以參照美國專利5986909。該美國專利提出的故障功率單元自動旁路方法可以將故障的功率單元自動旁路，但整個變頻器仍可繼續(xù)運(yùn)行，以大大提高系統(tǒng)的可靠性。具體實現(xiàn)方法是正常運(yùn)行時輸出接觸器位于圖4中所示位置，當(dāng)任何功率單元發(fā)生故障時，功率單元控制電路通知變頻器主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)封鎖單元的逆變電路觸發(fā)脈沖后控制對應(yīng)單元的輸出接觸器由如圖4所示的位置向下動作，將對應(yīng)的單元切除，其余單元繼續(xù)運(yùn)行，變頻器能繼續(xù)滿載或降額輸出。
風(fēng)機(jī)供電用的DC/DC開關(guān)電源變換裝置除了可以如圖4所示獨立設(shè)置外，也可和當(dāng)前功率單元上的其它用途的DC/DC開關(guān)電源變換裝置(如給功率單元控制用電路板供電的電路)合并在一起設(shè)置。例如，通過在現(xiàn)有電路板供電用DC/DC開關(guān)電源變換裝置的開關(guān)變壓器基礎(chǔ)上增加一組副邊和相應(yīng)的電路，得到低壓直流輸出，給風(fēng)機(jī)供電。讓風(fēng)機(jī)和控制電路板共用一個DC/DC開關(guān)電源變換裝置可以方便對風(fēng)機(jī)的控制，尤其是要在以下面將要描述的受控方式運(yùn)行的情況下。
由于功率單元的電源是由高壓主電源供電，實現(xiàn)了只要有高壓主電源，功率單元的直流環(huán)節(jié)就可以給散熱用風(fēng)機(jī)供電。當(dāng)然該風(fēng)機(jī)可以采取以下二種運(yùn)行方式不受控，即高壓上電就運(yùn)轉(zhuǎn)；受控，即根據(jù)功率單元的溫度和環(huán)境溫度采取溫度控制方式或時間控制方式實現(xiàn)間歇運(yùn)行。風(fēng)機(jī)的起停由單元控制電路進(jìn)行控制。在這種情況下，單元控制電路還與DC/DC開關(guān)電源變換裝置連接，從而控制DC/DC開關(guān)電源變換裝置的啟動或停止。
圖5為本實用新型功率單元的散熱結(jié)構(gòu)。圖中散熱風(fēng)機(jī)42位于功率單元13散熱器的進(jìn)風(fēng)入口，采取吹風(fēng)的方式。圖中所示采用了1個裝在進(jìn)風(fēng)入口的風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)也可以安裝在散熱器的出風(fēng)口，采取抽風(fēng)的方式。也可以采取在進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口同時安裝風(fēng)機(jī)的推拉式冷卻方法。對于小容量的功率單元，散熱器較小，通常固定在單個功率器件上，風(fēng)機(jī)可以直接吹風(fēng)給器件，實行散熱。
散熱風(fēng)機(jī)也可以根據(jù)散熱的要求采用二個或多個風(fēng)機(jī)。如采用二個或多個散熱風(fēng)機(jī)，每個風(fēng)機(jī)可以采用各自獨立的DC/DC開關(guān)電源變換裝置供電，或者公用一個DC/DC開關(guān)電源變換裝置。
圖6為本實用新型功率單元的散熱系統(tǒng)的冗余設(shè)計。如圖6所示，假如按照功率單元的正常散熱要求只要n(n＞＝1)個散熱風(fēng)機(jī)就足夠的情況下，為了提高可靠性，可以增加一個備用風(fēng)機(jī)42n+1并單獨用一個獨立的DC/DC開關(guān)電源變換裝置41n+1供電。當(dāng)n個散熱風(fēng)機(jī)中有一個風(fēng)機(jī)及其供電的開關(guān)電源故障時，可以自動起動備用的風(fēng)機(jī)42n+1及其對應(yīng)的開關(guān)電源41n+1作為備份運(yùn)行，使功率單元的散熱不受影響。當(dāng)然也可以在正常工作時同時運(yùn)行n+1個散熱風(fēng)機(jī)及其開關(guān)電源，以提高散熱裕量。在上述冗余設(shè)計中，也可以采取n+2個或者更多個散熱風(fēng)機(jī)及其開關(guān)電源進(jìn)行更加富裕的冗余設(shè)計。散熱風(fēng)機(jī)故障的監(jiān)測可以采取監(jiān)測功率單元溫度的方法進(jìn)行間接監(jiān)測，當(dāng)功率單元溫度超過正常運(yùn)行上限時，認(rèn)為有散熱風(fēng)機(jī)或?qū)?yīng)的開關(guān)電源故障。也可采用對風(fēng)機(jī)所對應(yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置的輸入電流進(jìn)行檢測的方法，當(dāng)DC/DC開關(guān)電源變換裝置的輸入電流小于正常值時，即認(rèn)為散熱風(fēng)機(jī)或?qū)?yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置故障。監(jiān)測到的溫度值或電流值都可以送給功率單元的控制電路，然后由控制電路判斷是否出現(xiàn)故障，并在故障的情況下將該故障情況通知給主控制模塊，然后由主控制模塊來進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如旁路掉相應(yīng)的功率單元或者在有備用風(fēng)機(jī)的情況下啟動備用的風(fēng)機(jī)。啟動備用風(fēng)機(jī)的工作也可以由單元控制電路單獨完成，而不用主控制模塊的協(xié)助。
在溫度檢測的具體的實施方式中，可以在散熱器上安裝一個溫度傳感器，溫度傳感器將所感測到的溫度送給單元控制電路，如果控制電路發(fā)現(xiàn)感測到的溫度超出一個預(yù)定的閾值，則可以啟動備用的風(fēng)機(jī)或者在沒有備用風(fēng)機(jī)的情況下給變頻器的主控制器發(fā)一個控制信號，通知主控制器將相應(yīng)的功率單元旁路。散熱器的閾值溫度可以根據(jù)功率器件的最高可靠工作溫度等參數(shù)來相應(yīng)設(shè)定。
在電流檢測的具體的實施方式中，可以在風(fēng)機(jī)對應(yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置的輸入上安裝一個電流檢測器，電流檢測器將所檢測到的電流送給單元控制電路，如果控制電路發(fā)現(xiàn)檢測到的電流低于一個預(yù)定的閾值，則可以啟動備用的風(fēng)機(jī)或者在沒有備用風(fēng)機(jī)的情況下給變頻器的主控制器發(fā)一個控制信號，通知主控制器將相應(yīng)的功率單元旁路。電流的閾值可以根據(jù)風(fēng)機(jī)正常工作所需的電流值等參數(shù)來相應(yīng)設(shè)定。
在本設(shè)計中，可以對功率單元散熱風(fēng)機(jī)和DC/DC開關(guān)電源變換裝置的狀態(tài)進(jìn)行檢測，并將散熱風(fēng)機(jī)和DC/DC開關(guān)電源變換裝置的故障納入功率單元自動旁路的故障范圍。當(dāng)功率單元散熱風(fēng)機(jī)或DC/DC開關(guān)電源變換裝置故障時可通過旁路接觸器自動將對應(yīng)功率單元旁路，以進(jìn)一步提高可靠性能。
另外，因為本實用新型中功率單元的風(fēng)機(jī)是由中間直流環(huán)節(jié)供電的，所以功率單元的整流電路最好是以不可調(diào)壓的方式整流，例如用二極管實現(xiàn)的整流電路，這樣可以使直流環(huán)節(jié)的直流電壓保持穩(wěn)定，使風(fēng)機(jī)的工作更加可靠。
圖7示出了采用了本實用新型的功率單元后所實現(xiàn)的變頻器。在圖7所示的結(jié)構(gòu)中，各個功率單元13都將周圍環(huán)境的空氣從單元前面的進(jìn)風(fēng)口由散熱風(fēng)機(jī)42吸入，然后從后面的出風(fēng)口排出，直接吹到變頻器后面的空間。如圖7所示，由于每個功率單元13都有自己的散熱風(fēng)機(jī)42，所以圖3所示的密閉抽風(fēng)式散熱風(fēng)道可以不必設(shè)置。只要保證功率單元散熱后的出風(fēng)能有空間自然排除即可。在圖7中，第二排中間的功率單元沒有畫出，從中可以看出在功率單元的后面沒有散熱風(fēng)道。如圖7所示，在變頻器31的頂部也可以設(shè)置一個自然排風(fēng)口71，當(dāng)然如果變頻器的安放位置能保證在后面有一個散熱空間，則頂部的自然排風(fēng)口71不是必需的。在其它的實施方式中，為了提高散熱的效果，可以在變頻器的頂部突出安裝一個類似煙囪的排風(fēng)道，從而利用類似煙囪的原理加快空氣的流通，提高散熱效果。根據(jù)需要也可以考慮在排風(fēng)道內(nèi)安裝一個風(fēng)機(jī)，來促進(jìn)空氣的流通。在功率單元的排列方式上，也可以將功率單元本身的風(fēng)道做成由下到上的方式，并在安裝到變頻器中后保證同一列上各單元的風(fēng)道是垂直對齊的，這樣就可以充分利用風(fēng)道本身的對流效果。
給每個功率單元分別散熱所帶來的另外一個好處是由于例如采用磁浮軸承的軸流小風(fēng)機(jī)的軸承可以做到幾乎沒有磨損，因此風(fēng)機(jī)的壽命很長。而集中的大風(fēng)機(jī)，由于幾乎不可避免軸承磨損的原因，一般幾年就需要更換，這就造成了維護(hù)的麻煩。而且，在每個功率單元分別散熱的情況下，即使有某一個單元的散熱系統(tǒng)出了故障，也不會影響其它功率單元的運(yùn)行，整個變頻器可以繼續(xù)工作。也就是說，本實用新型的分布式散熱變頻器具有便于維護(hù)的優(yōu)點。
以上參照本實用新型的具體實施方式
描述了本實用新型，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可以對具體實施方式
作各種修改、變化和改進(jìn)，但這些修改、變化和改進(jìn)都應(yīng)該屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于高壓變頻器的功率單元，包括整流電路，與整流電路的輸出相連的濾波電容，與濾波電容相連的逆變電橋，以及控制功率單元工作的控制電路，所述控制電路具有用于與高壓變頻器的主控制系統(tǒng)通信的光纖接口，其特征在于所述的功率單元還包括有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)由功率單元的直流環(huán)節(jié)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)是直流風(fēng)機(jī)，而且所述的功率單元還包括獨立的DC/DC開關(guān)電源變換裝置，用于將直流環(huán)節(jié)的較高電壓變換成適合風(fēng)機(jī)使用的較低電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)是直流風(fēng)機(jī)，而且所述的風(fēng)機(jī)和所述的控制電路共用DC/DC開關(guān)電源變換裝置。
4.如權(quán)利要求1、2或3的任一項所述的功率單元，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)受控制電路的控制，從而可以被控制電路關(guān)斷或者啟動。
5.如權(quán)利要求1、2或3的任一項所述的功率單元，其特征在于所述的功率單元包括一個出風(fēng)口和一個進(jìn)風(fēng)口，所述的風(fēng)機(jī)安裝在功率單元的出風(fēng)口處或者在所述的出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口處各安裝一個風(fēng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求1、2或3的任一項所述的功率單元，其特征在于所述的功率單元還包括一個備用風(fēng)機(jī)及其對應(yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的功率單元，其特征在于所述的功率單元還包括一個感測功率單元的散熱器的溫度的溫度傳感器，如果感測到散熱器的溫度超過一個預(yù)定的閾值，則可以啟動備用的風(fēng)機(jī)。
8.如權(quán)利要求6所述的功率單元，其特征在于所述的功率單元還包括一個檢測與風(fēng)機(jī)相應(yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置的輸入電流的裝置，如果感測到輸入電流小于一個預(yù)定的閾值，則可以啟動備用的風(fēng)機(jī)。
9.一種高壓變頻器，包括多個功率單元，所述多個功率單元的輸出被串聯(lián)起來輸出一個高電壓，所述的功率單元包括整流電路，與整流電路的輸出相連的濾波電容，與濾波電容相連的逆變電橋，以及控制功率單元工作的控制電路，所述控制電路通過光纖與高壓變頻器的主控制系統(tǒng)通信，其特征在于所述的功率單元還包括有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)由功率單元的直流環(huán)節(jié)供電。
10.如權(quán)利要求9所述的高壓變頻器，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)是直流風(fēng)機(jī)，而且所述的功率單元還包括獨立的DC/DC開關(guān)電源變換裝置，用于將直流環(huán)節(jié)的較高電壓變換成適合風(fēng)機(jī)使用的較低電壓。
11.如權(quán)利要求9所述的高壓變頻器，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)是直流風(fēng)機(jī)，而且所述的風(fēng)機(jī)和所述的控制電路共用一個DC/DC開關(guān)電源變換裝置。
12.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)受控制電路的控制，從而可以被控制電路關(guān)斷或者啟動。
13.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于所述功率單元包括一個進(jìn)風(fēng)口和一個出風(fēng)口，所述的風(fēng)機(jī)安裝在功率單元的出風(fēng)口處或者在所述的出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口處各安裝一個風(fēng)機(jī)。
14.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于在變頻器的上部有一個突出的排風(fēng)道。
15.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于所述的功率單元還包括一個備用風(fēng)機(jī)及其對應(yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置。
16.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于所述的功率單元還包括一個感測功率單元的散熱器的溫度的溫度傳感器，如果感測到散熱器的溫度超過一個預(yù)定的閾值，則啟動備用的風(fēng)機(jī)。
17.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于所述的功率單元還包括一個感測功率單元的散熱器的溫度的溫度傳感器，如果感測到散熱器的溫度超過一個預(yù)定的閾值，則在主控制器的控制下旁路對應(yīng)的功率單元。
18.如權(quán)利要求17所述的高壓變頻器，其特征在于所述功率單元中的整流電路是二極管整流電路。
19.如權(quán)利要求9、10或11的任一項所述的高壓變頻器，其特征在于所述的功率單元還包括一個檢測與風(fēng)機(jī)相應(yīng)的DC/DC開關(guān)電源變換裝置的輸入電流的裝置，如果感測到輸入電流小于一個預(yù)定的閾值，則啟動備用的風(fēng)機(jī)或者在沒有備用風(fēng)機(jī)可用的情況下，在主控制器的控制下旁路對應(yīng)的功率單元。
20.如權(quán)利要求14所述的高壓變頻器，其特征在于在所述的排風(fēng)道上安裝有促進(jìn)空氣流通的風(fēng)機(jī)。
21.如權(quán)利要求13所述的高壓變頻器，其特征在于所述的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口是由下至上設(shè)置的。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓變頻器專用的功率單元及其采用這種功率單元的高壓變頻器。功率單元包括整流電路，與整流電路的輸出相連的濾波電容，與濾波電容相連的逆變電橋，以及控制功率單元工作的控制電路，所述的功率單元還包括一個風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)由功率單元的直流環(huán)節(jié)供電。高壓變頻器包括多個功率單元，所述多個功率單元的輸出被串聯(lián)起來輸出一個高壓，所述的功率單元包括整流電路，與整流電路的輸出相連的濾波電容，與濾波電容相連的逆變電橋，以及控制功率單元工作的控制電路，所述控制電路通過光纖與高壓變頻器的主控制系統(tǒng)通信，所述的功率單元還包括一個風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)由功率單元的直流環(huán)節(jié)供電。
文檔編號G05D23/19GK2792014SQ20052000735
公開日2006年6月28日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者竺偉 申請人:竺偉