一種非移相變壓器的變頻器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種非移相變壓器的變頻器，包括：至少兩個非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個非移相變壓器的每一相至少連接一個功率單元。該變頻器可用于各種高壓環境，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，從而當變頻器容量增加后，內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致變頻器內部器件多，散熱影響變頻器穩定工作的問題。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，避免導致變頻器由于過熱出現的不穩定現象。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。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力電子領域，尤其涉及一種非移相變壓器的變頻器。
技術介紹
電壓型中小功率變頻器典型的拓撲結構為H橋串聯結構，參見圖1，圖I是傳統技術方案的整機系統原理圖，以30MVA為例，高壓電源經移相變壓器，轉變為多組較低電壓輸出，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，然后經過功率單元內部的整流器件整流為直流電源， 經電容濾波后再逆變為頻率可調的單相交流電源，最后再將各個功率單元串聯起來，達到輸出電壓的功能。現有技術的變頻器采用移相變壓器技術，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做大，那么對系統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迫風冷散熱(因為抽頭多，導致密封性不好，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，損耗大發熱就多，相對應就要求移相變壓器要匹配很好的散熱系統。而干式強迫風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而導致系統內器件的損壞和性能不穩定。當變頻器的容量增大后，采用的移相變壓器的數量就要相應增加，但由于移相變壓器散熱的限制，變頻器會存在散熱問題導致的器件的損壞和性能不穩定。
技術實現思路
有鑒于此，本技術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，移相變壓器數量也相應增加，由于散熱導致變頻器性能不穩定的問題。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案一種非移相變壓器的變頻器，包括至少兩個非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個非移相變壓器的每一相至少連接一個功率單元。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IGCT和用于高頻的吸收電容組成。所述濾波電路為LC串聯諧振電路。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。本實施方案所涉及的功率單元采用單相可控制整流技術，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，進一步減少了功率單元內部的器件數量。相對于現有技術，本方案的有益效果表現在I、減少了功率單元的二次抽頭數量，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。附圖說明圖I為傳統技術方案的整機系統原理圖； 圖2為本實施例功率單元的電氣結構圖；圖3為本實施例整機結構圖。具體實施方式為清楚說明本技術中的技術方案，下面給出優選的實施例并結合附圖詳細說明。在實施例中的變頻器為高壓范圍在3kf IOkv的高壓變頻器。該變頻器包括多個非移相變壓器和多個功率單元，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，每個所述非移相變壓器的每一相至少連接一個功率單元。該變頻器可用于各種高壓環境，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，從而當變頻器容量增加后，內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致變頻器內部器件多，散熱影響變頻器穩定工作的問題。優選地，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，避免導致變頻器由于過熱出現的不穩定現象。參見圖2，為本實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個可控開關器件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串聯組成，用來消除單元內的電壓紋波，同時減少直流母線處濾波電容的使用數量。直流支撐電路由兩個薄膜電容Cl、C2并聯組成。逆變電路主要由兩只用于高頻的吸收電容CW3、CW4和4個可控開關器件IGCT組成。參見圖3，圖3為本技術一種非移相變壓器的變頻器的一個實施例的系統圖，以30MVA為例，高壓電源進線有5個油浸式電力變壓器組成，每個變壓器的容量為6MVA、變比為10KV/1150V，二次側三個繞組輸出A、B、C三相，每個繞組電壓約為1150V，每個繞組給每相的一個功率單元供電，每相功率單元串聯后輸出至電機，變壓器位于對應的所連接的三個單元的后面，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，本技術的變頻器可有效減少每個功率單元內部的器件數，同時減少變壓器與功率單元之間的線纜連接，相比于原有技術，本方案可以大大降低系統的成本。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，整流電路中包括6個二極管；2、為了消除輸入諧波，IOkV系統通用產品為9級系統(每相9個功率單元)，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，根據系統組成，需要使用6臺(因為移相變壓器只能采用偶數個)5MVA移相整流變壓器，配合27個(9級系統*3相)功率單元；4、變壓器與功率單元之間的連接有81根(每個單元3根電纜或銅牌*27個單元)電纜或銅排；5、移相變壓器需要強迫風冷，每臺變壓器頂部需要配備4臺冷卻風機；在本技術的實施例中，采用非移相變壓器和功率單元的變頻器系統，需要采用以下器件I、功率單元采用單相可控整流，每個功率單元的整流電路中包括4個IGCT ；2、使用5臺6MVA非移相電力降壓變壓器；配合15個功率單元；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，減少設備冷卻風機數量，提高效率。對于本技術各個實施例中所闡述的裝置，凡在本技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。權利要求1.一種非移相變壓器的變頻器，其特征在于，包括至少兩個非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個非移相變壓器的每一相至少連接一個功率單元。2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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IGCT和用于高頻的吸收電容組成。6.根據權利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述濾波電路為LC串聯諧振電路。7.根據權利要求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.根據權利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述逆變電路由4個IGCT和用于高頻的吸收電容組成。9.根據權利要求Γ8任一項所述的變頻器，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非移相變壓器的變頻器，其特征在于，包括：至少兩個非移相變壓器和若干功率單元；其中，每個非移相變壓器的每一相至少連接一個功率單元。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳佳寶，張晶冰，黃小光，蘇位峰，衛三民，翁海清，茍銳鋒，李俠，
申請(專利權)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，
類型：實用新型
國別省市：