單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器的制造方法
【專利摘要】一種單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，包括：整流器、絕緣柵雙極型晶體管、電容器、逆止二極管、逆變器、第一電抗器、第二電抗器；其中，第一電抗器串接設(shè)置在整流器的正極位置與絕緣柵雙極型晶體管的柵極之間；逆止二極管串接設(shè)置在絕緣柵雙極型晶體管的柵極與電容器之間；第二電抗器串接設(shè)置在電容器以及逆變器的陰極之間。采用單IGBT斬波管，其發(fā)熱量明顯小于多管并聯(lián)，使得設(shè)備的損耗進(jìn)一步降低，提高了整個(gè)變頻器的能效比。單斬波管設(shè)計(jì)規(guī)避了IGBT多管并聯(lián)技術(shù)的諸多難題，排除了并聯(lián)運(yùn)行安全隱患。由于設(shè)備整體體積和發(fā)熱量的減小，對(duì)安裝環(huán)境的要求也進(jìn)一步降低，能夠適應(yīng)更加狹小，散熱情況更差的工作環(huán)境。
【專利說(shuō)明】單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓電機(jī)調(diào)速【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，特別涉及一種單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓轉(zhuǎn)子變頻器是近些年發(fā)展起來(lái)的一種高壓繞線電機(jī)調(diào)速設(shè)備，通常應(yīng)用于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載的高壓繞線電機(jī)調(diào)速。廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、水利、城市供熱供水等多種領(lǐng)域。
[0003]目前市場(chǎng)上的高壓轉(zhuǎn)子變頻器都是以升壓斬波電路(Boost)為基本原型的，配用電機(jī)容量為220KW到3500KW之間，設(shè)備啟動(dòng)方式一般為液阻啟動(dòng)或者可變電阻啟動(dòng)，設(shè)備構(gòu)成一般為起動(dòng)柜、整流變頻柜和逆變柜。
[0004]由于高壓繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓一般不是很高，主電路斬波器大多采用進(jìn)口 IGBT模塊并聯(lián)構(gòu)成，由于受到IGBT器件電壓等級(jí)和電流等級(jí)的制約，一般都是通過(guò)并聯(lián)的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)斬波功能。并聯(lián)幾只IGBT模塊就需要同樣數(shù)量的均流濾波電抗器，由于多管并聯(lián)，且IGBT工作在千赫茲的開(kāi)關(guān)頻率級(jí)別，頻率越高開(kāi)關(guān)損耗越大，IGBT的發(fā)熱量越大，且多管并聯(lián)的同步性需要很高的技術(shù)要求，即使采用光纖技術(shù)傳輸，由于IGBT管自身特性的差異，開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間還是不能保證完全相同，對(duì)IGBT的安全工作構(gòu)成威脅。
[0005]同時(shí)由于有幾只IGBT并聯(lián)就需要同樣數(shù)量的均流濾波電抗器，這些都是工作在幾百安的電流環(huán)境下，設(shè)備體積大，且發(fā)熱量高，需要與之配套的散熱裝置，使得整個(gè)變頻器體積和重量都比較臃腫。
[0006]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，工藝的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)有單只6500伏耐壓和3600安的大功率IGBT器件，我們已經(jīng)可以開(kāi)發(fā)體積更小的變頻器。對(duì)于某些安裝空間狹小的環(huán)境，我們需要一種體積更小，散熱量更低的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供了一種單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，
[0009]包括:整流器、絕緣柵雙極型晶體管、電容器、逆止二極管、逆變器、第一電抗器、第二電抗器；
[0010]其中，
[0011]所述第一電抗器串接設(shè)置在所述整流器的正極位置與所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極之間；
[0012]所述逆止二極管串接設(shè)置在所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極與所述電容器之間；
[0013]所述第二電抗器串接設(shè)置在所述電容器以及所述逆變器的陰極之間。[0014]優(yōu)選地，所述整流器單元包括有正極輸出端，所述正極輸出端上串聯(lián)的所述第一電抗器單元與所述逆止二極管陽(yáng)極連接，所述逆止二極管陰極上串聯(lián)的所述第二電抗器連接有逆變器陰極。
[0015]優(yōu)選地，所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極包括有輸入端，所述輸入端連接所述逆止二極管的陽(yáng)極；所述電容器的一端連接所述逆止二極管的陰極；
[0016]所述整流器的負(fù)極、所述絕緣柵雙極型晶體管的射極輸出端、所述電容器的另一端以及所述逆變器的陽(yáng)極相互連接。
[0017]通過(guò)上述電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，本發(fā)明的有益效果為:首先采用單IGBT斬波管，使得配套的均流濾波電抗器數(shù)量也只需要一只，為大功率器件提供散熱的裝置也大幅度減小，縮小了變頻器設(shè)備的體積；同時(shí)單IGBT斬波管發(fā)熱量明顯小于多管并聯(lián)，使得設(shè)備的損耗進(jìn)一步降低，提高了整個(gè)變頻器的能效比；其次單斬波管設(shè)計(jì)規(guī)避了 IGBT多管并聯(lián)技術(shù)的諸多難題，排除了并聯(lián)運(yùn)行安全隱患。再次由于設(shè)備整體體積和發(fā)熱量的減小，對(duì)安裝環(huán)境的要求也進(jìn)一步降低，能夠適應(yīng)更加狹小，散熱情況更差的工作環(huán)境。再次單IGBT斬波管設(shè)計(jì)進(jìn)一步節(jié)約了成本同時(shí)使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1是本發(fā)明電路原理示意圖。
[0020]圖中:1、整流器；2、第一電抗器；3、絕緣柵雙極型晶體管；4、逆止二極管；5、電容器；6、第二電抗器；7、逆變器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022]IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor, S卩:絕緣柵雙極型晶體管。
[0023]請(qǐng)參考圖1，圖1是本發(fā)明電路原理不意圖。
[0024]本發(fā)明提供了一種單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，包括:整流器1、絕緣柵雙極型晶體管3、電容器5、逆止二極管4、逆變器7、第一電抗器2、第二電抗器6 ;其中,第一電抗器2串接設(shè)置在整流器的正極位置與絕緣柵雙極型晶體管3的柵極之間；逆止二極管4串接設(shè)置在絕緣柵雙極型晶體管3的柵極與電容器5之間；第二電抗器6串接設(shè)置在電容器5以及逆變器4的陰極之間。
[0025]本發(fā)明的具體實(shí)施方案為:
[0026]第一電抗器串接設(shè)置在整流器單元正極和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)柵極之間，逆止二極管串接設(shè)置在絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)柵極和電容器之間，第二電抗器串接設(shè)置在電容器和逆變單元陰極之間。
[0027]整流器單元正極輸出端串聯(lián)第一電抗器后連接到逆止二極管陽(yáng)極，逆止二極管陰極串聯(lián)第二電抗器后連接到逆變器陰極。
[0028]絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的柵極輸入端連接逆止二極管的陽(yáng)極；電容器的一端連接逆止二極管的陰極。[0029]整流器單元負(fù)極、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的射極輸出端、電容器的另一端和逆變器正極相互連接。
[0030]本發(fā)明提供的單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，可使用普通IGBT模塊，也可使用內(nèi)部集成逆止二極管的專用斬波模塊。針對(duì)于高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓電流不是很大的情況，本發(fā)明選用電壓等級(jí) 1200V/1700V/3300V/4500V/6500V，電流等級(jí) 600A 至 3600A 的 IGBT 模塊。
[0031]通過(guò)上述電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，本發(fā)明的有益效果為:首先采用單IGBT斬波管，使得配套的均流濾波電抗器數(shù)量也只需要一只，為大功率器件提供散熱的裝置也大幅度減小，縮小了變頻器設(shè)備的體積；同時(shí)單IGBT斬波管發(fā)熱量明顯小于多管并聯(lián)，使得設(shè)備的損耗進(jìn)一步降低，提高了整個(gè)變頻器的能效比；其次單斬波管設(shè)計(jì)規(guī)避了 IGBT多管并聯(lián)技術(shù)的諸多難題，排除了并聯(lián)運(yùn)行安全隱患。再次由于設(shè)備整體體積和發(fā)熱量的減小，對(duì)安裝環(huán)境的要求也進(jìn)一步降低，能夠適應(yīng)更加狹小，散熱情況更差的工作環(huán)境。再次單IGBT斬波管設(shè)計(jì)進(jìn)一步節(jié)約了成本同時(shí)使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，其特征在于， 包括:整流器、絕緣柵雙極型晶體管、電容器、逆止二極管、逆變器、第一電抗器、第二電抗器； 其中， 所述第一電抗器串接設(shè)置在所述整流器的正極位置與所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極之間； 所述逆止二極管串接設(shè)置在所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極與所述電容器之間； 所述第二電抗器串接設(shè)置在所述電容器以及所述逆變器的陰極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，其特征在于， 所述整流器單元包括有正極輸出端，所述正極輸出端上串聯(lián)的所述第一電抗器單元與所述逆止二極管陽(yáng)極連接，所述逆止二極管陰極上串聯(lián)的所述第二電抗器連接有逆變器陰極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單斬波管高壓轉(zhuǎn)子變頻器，其特征在于， 所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極包括有輸入端，所述輸入端連接所述逆止二極管的陽(yáng)極；所述電容器的一端連接所述逆止二極管的陰極； 所述整流器的負(fù)極、所述絕緣柵雙極型晶體管的射極輸出端、所述電容器的另一端以及所述逆變器的陽(yáng)極相互連接。
【文檔編號(hào)】H02M5/453GK103973127SQ201410216173
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】尤江峰, 樊喜明 申請(qǐng)人:保定優(yōu)科電氣科技有限責(zé)任公司