專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于igct實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法。
背景技術(shù)：
目前，高壓大功率變頻器是一個(gè)十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域。而基于IGBT的變頻器其功率 等級(jí)最大多在5000kW左右，功率在10000kW及以上的高壓變頻器用IGBT就難以實(shí)現(xiàn)。目 前，ABB等國(guó)際大公司均推出了基于IGCT的三電平變頻器。但在高壓大功率應(yīng)用條件下， 三電平技術(shù)的可靠性在國(guó)內(nèi)還有待于提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、 一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻 器的方法。
'為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，該方法采用IGCT功率器件組成的兩電 平功率單元，移相變壓器二次側(cè)采用一個(gè)或多個(gè)IGCT功率單元進(jìn)行串聯(lián)的方式，變壓器 二次側(cè)電壓為(1.5-2) kV。
對(duì)于6kV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750V ,功率單元直流側(cè)電壓2500V，每相 2個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分共6個(gè)功率單元。
對(duì)于10kV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1900V ，功率單元直流側(cè)電壓2700V，每 相3個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分共9個(gè)功率單元。
對(duì)于3KV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750V，功率單元直流側(cè)電壓2500V，每相 采用1個(gè)功率單元，功率部分共3個(gè)功率單元。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1) 簡(jiǎn)化了變頻器的結(jié)構(gòu)，可靠性好。
2) 輸入6繞組移相，電網(wǎng)電流諧波小。
3) 輸出到電機(jī)的線電壓為9電平，電壓諧波小，無(wú)需輸出變壓器和逆變器。
4) 2電平IGCT功率單元，易于實(shí)現(xiàn)，可靠性好。
5) 功率單元模塊化設(shè)計(jì)，便于維護(hù)。


圖1是本發(fā)明6KV變頻器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 圖2是本發(fā)明IOKV變頻器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明3KV變頻器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，該方法采用IGCT功率器件組成的兩電 平功率單元，移相變壓器二次側(cè)采用一個(gè)或多個(gè)IGCT功率單元進(jìn)行串聯(lián)的方式，變壓器 二次側(cè)電壓為(1.5-2) KV。 IGCT功率器件采用ABB的5SHY35L4510，其電壓電流等級(jí)為 4500V/4000A。
具體的工作過(guò)程是以6kV變頻器為例，見(jiàn)圖1，電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)移相變壓器降為1750V， 經(jīng)整流橋D整流，然后進(jìn)入由電容器Cc、 Cd、電感Lc、電阻Rc、 二極管Ds組成的緩沖 電路，然后電信號(hào)輸入由IGCT逆變橋組成的兩電平功率單元，每相由兩個(gè)IGCT功率單元 進(jìn)行串聯(lián)組成，形成交流電壓，然后高壓輸出給電機(jī)。
每個(gè)兩電平功率單元由整流橋、穩(wěn)壓電路、IGCT逆變橋組成，穩(wěn)壓電路接入IGCT逆 變橋輸入端，電阻Rc與二極管Ds串聯(lián)，兩端與電感Lc并聯(lián)，在電阻Rc與二極管Ds之 間接有電容器Cc，電容器Cc另一端接電容器Cd;電容器Cd另端接電感Lc與電阻Rc的 輸入端。IGCT逆變橋由四個(gè)由IGCT器件與二極管Dr組成的反并聯(lián)單元構(gòu)成。
1) 6kV變頻器
見(jiàn)圖1，對(duì)于6kV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750V，功率單元直流側(cè)電壓2500V， 每相2個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分只需6個(gè)功率單元。移相變壓器共6個(gè)副邊繞組。200810012344.9
說(shuō)明書(shū)第3/3頁(yè)
這樣，每個(gè)功率單元輸出的最高電壓為1750V， 2個(gè)功率單元串聯(lián)就能夠輸出3500V， 正好對(duì)應(yīng)于6kV系統(tǒng)的相電壓。
對(duì)4500V/4000A的IGCT而言，其長(zhǎng)期工作電流有效值可達(dá)1500A。所以，變頻器的 容量為
S=l. 732X6000X 1500=15000kVA 考慮到電機(jī)的功率因數(shù)，此種變頻器可以輕松驅(qū)動(dòng)12000kW的電機(jī)。
2) 10kV變頻器
見(jiàn)圖2，對(duì)于10kV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1900V，功率單元直流側(cè)電壓2700V, 每相3個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分只需9個(gè)功率單元。移相變壓器共9個(gè)副邊繞組。
這樣，每個(gè)功率單元輸出的最高電壓為1900V， 3個(gè)功率單元串聯(lián)就能夠輸出5700V， 正好對(duì)應(yīng)于10kV系統(tǒng)的相電壓。
在要求高可靠性的場(chǎng)合，每相也可以串聯(lián)4個(gè)IGCT功率單元。
對(duì)4500V/4000A的IGCT而言，其長(zhǎng)期工作電流有效值可達(dá)1500A。所以，變頻器的 容量為
S=l. 732X10000Xl500-26000kVA 考慮到電機(jī)的功率因數(shù)，此種變頻器可以輕松驅(qū)動(dòng)22000kW的電機(jī)。
3) 3kV變頻器
見(jiàn)圖3，對(duì)于3kV變頻器，變壓器每相采用一個(gè)功率單元的形式，功率部分只需3個(gè) 功率單元。
權(quán)利要求
1、一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，其特征在于，該方法采用IGCT功率器件組成的兩電平功率單元，移相變壓器二次側(cè)采用一個(gè)或多個(gè)IGCT功率單元進(jìn)行串聯(lián)的方式，變壓器二次側(cè)電壓為(1.5-2)KV。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，其特征在于， 對(duì)于6KV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750V ，功率單元直流側(cè)電壓2500V，每相2個(gè) 功率單元串聯(lián)，功率部分共6個(gè)功率單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，其特征在于， 對(duì)于10KV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1900V ，功率單元直流側(cè)電壓2700V，每相3 個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分共9個(gè)功率單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，其特征在于， 對(duì)于3KV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750V ，功率單元直流側(cè)電壓2500V，每相采用 l個(gè)功率單元，功率部分共3個(gè)功率單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于IGCT實(shí)現(xiàn)高壓大功率變頻器的方法，該方法采用IGCT功率器件組成的兩電平功率單元，移相變壓器二次側(cè)采用一個(gè)或多個(gè)IGCT功率單元進(jìn)行串聯(lián)的方式，變壓器二次側(cè)電壓為(1.5-2)kV。對(duì)于6kV變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750V，功率單元直流側(cè)電壓2500V，每相2個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分共6個(gè)功率單元。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)簡(jiǎn)化了變頻器的結(jié)構(gòu)，可靠性好；2)輸入6繞組移相，電網(wǎng)電流諧波；3)輸出到電機(jī)的線電壓為9電平，4)電壓諧波小，無(wú)需輸出變壓器和逆變器；5)2電平IGCT功率單元，易于實(shí)現(xiàn)，可靠性好；6)功率單元模塊化設(shè)計(jì)，便于維護(hù)。
文檔編號(hào)H02M7/505GK101630921SQ20081001234
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者付國(guó)良, 蕾 孫, 強(qiáng) 左, 興 李, 曠 李, 董力軍, 郭自勇, 韓國(guó)軍 申請(qǐng)人:榮信電力電子股份有限公司