單元級聯型高壓變頻器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種單元級聯型高壓變頻器，包括主控系統控制板和多個功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執行元件；所述主控制系統控制板包括多個第一光纖收發器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發器；所述主控系統控制板還包括多個第三光纖收發器；每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發器、光電轉換電路及狀態檢測電路，且所述旁路執行元件連接到光電轉換電路；所述第三光纖收發器和第四光纖收發器通過光纖連接。本實用新型專利技術通過分別在主控系統控制板和功率單元上增加光纖收發器，主控系統控制板可直接將旁路指令發送到功率單元的單元旁路板并直接從單元旁路板獲取狀態信息。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及變頻器領域，更具體地說，涉及一種單元級聯型高壓變頻器。
技術介紹
變頻器是通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要通過整流、逆變等過程來調整輸出電源的電壓和頻率，進而達到控制電機轉速的目的。目前市場上使用的中/高壓變頻器產品的類型主要有兩電平電流源型高壓變頻器，三電平電壓源型變頻器以及功率單元級聯型變頻器。其中，功率單元級聯型變頻器因其完美的無諧波輸出和節能的特性，被廣泛地應用到了很多工業領域中。功率單元級聯型變頻器的可靠性在很大程度上取決于功率單元的可靠性。功率單元各器件出現問題時，都有可能造成功率單元無法正常工作。例如，功率單元中的IGBT器件頻繁地執行導通和截止操作，在開通和關閉的時候都會有一定的功率損耗，這些損耗的功率轉化而成的熱量將會使得功率單元的溫度上升，在功率單元長時間運行在散熱狀況不好的環境中時(例如，整機換風通道出現問題，外部空氣環境溫度過高等因素均可能導致這種現象出現)，往往可能造成元器件損壞。此外，IGBT器件的開通電壓大于一定的值時也會損壞IGBT器件自身。或者，某些情況下的電壓/電流的突變也有可能造成功率單元中元器件的損壞。功率單元是高壓變頻器的基本單位，任何一個功率單元故障，將會導致高壓變頻器輸出電壓及輸出功率的不均衡，并且達不到電機所需要的額定電壓，甚至更有可能使高壓變頻器負載加重，導致相鄰功率單元的損壞，導致出現高r>壓變頻器整體故障。目前為提高高壓變頻器整機的可靠性，在檢測到某個功率單元發生故障時，直接將該功率單元旁路，使其與變頻器主電路相分離。如圖1所示，在進行旁路操作時，主控系統的控制板10經由功率單元20的單元控制板21與單元旁路板22進行通信，以將旁路指令下發到單元旁路板22，單元旁路板22驅動旁路執行元件23完成旁路動作。但在該方案中，如果單元控制板21出現故障，則旁路指令下發的通道就被中斷，旁路指令無法到達單元旁路板22，則旁路動作無法完成。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題在于，針對上述高壓變頻器中因單元控制板故障而造成無法旁路功率單元的問題，提供一種新的單元級聯型高壓變頻器。本技術解決上述技術問題的技術方案是，提供一種單元級聯型高壓變頻器，包括主控系統控制板和多個功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執行元件；所述主控制系統控制板包括多個第一光纖收發器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發器，且每一所述第一光纖收發器和一個第二光纖收發器通過光纖連接；所述主控系統控制板還包括多個第三光纖收發器；每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發器、光電轉換電路及狀態檢測電路，且所述旁路執行元件連接到光電轉換電路；所述第三光纖收發器和第四光纖收發器通過光纖連接。在本技術所述的單元級聯型高壓變頻器中，所述高壓變頻器還包括移相變壓器，所述旁路執行元件包括旁路接觸器及驅動電路，且所述旁路接觸器的輸出端將功率單元連接到移相變壓器的輸出端。在本技術所述的單元級聯型高壓變頻器中，所述第三光纖收發器和第四光纖收發器通過兩根獨立的光纖連接。在本技術所述的單元級聯型高壓變頻器中，連接第一光纖收發器和第二光纖收發器的光纖與連接第三光纖收發器和第四光纖收發器的光纖位于同一套管內。本技術的單元級聯型高壓變頻器具有以下技術效果：通過分別在主控系統控制板和功率單元上增加光纖收發器，主控系統控制板可直接將旁路指令發送到功率單元的單元旁路板并直接從單元旁路板獲取狀態信息，即使功率單元的單元控制板故障也不影響旁路操作，保證了整個系統的安全。附圖說明圖1是現有高壓變頻器中的旁路信號傳輸的示意圖。圖2是本技術的單元級聯型高壓變頻器中旁路通訊的結構示意圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。如圖2所示，是本技術單元級聯型高壓變頻器中旁路通訊的結構示意圖，上述單元級聯型高壓變頻器包括主控系統控制板30和多個功率單元40，且每一功率單元40包括單元控制板41、單元旁路板42和旁路執行元件43，其中：主控制系統控制板30包括多個第一光纖收發器31，每一功率單元40的單元控制板41包括第二光纖收發器412，且每一第一光纖收發器31和一個第二光纖收發器412通過兩根光纖連接。主控系統控制板30可通過其中一根光纖向單元控制板41發送命令，并通過另一根光纖接收單元控制板41返回的狀態信息。上述主控系統控制板30還包括多個第三光纖收發器33；而每一功率單元40的單元旁路板42上具有依次連接的第四光纖收發器424、光電轉換電路423及狀態檢測電路422，且旁路執行元件43連接到光電轉換電路423；第三光纖收發器33和第四光纖收發器424通過光纖連接(例如兩根獨立的光纖)。這樣，主控系統控制板30可通過其中一根光纖向單元旁路板42發送旁路命令，并通過另一根光纖接收單元旁路板42返回的旁路執行單元43的狀態信息。上述單元級聯型高壓變頻器通過分別在主控系統控制板30和功率單元40上增加光纖收發器，主控系統控制板30可直接將旁路指令發送到功率單元40的單元旁路板42并直接從單元旁路板42獲取相關狀態信息，即使功率單元40的單元控制板41故障也不影響旁路操作，保證了整個系統的安全。在上述的單元級聯型高壓變頻器中，高壓變頻器還包括移相變壓器，旁路執行元件43包括旁路接觸器及驅動電路，且旁路接觸器的輸出端將功率單元連接到移相變壓器的輸出端。在單元旁路板42的第四光纖收發器424接收到主控系統控制板30的旁路命令時，光電轉換電路423將光信號轉換為電信號，旁路執行元件中的驅動電路根據上述電信號驅動旁路接觸器動作，將該功率單元40旁路開。狀態檢測電路422搜集的狀態信號也經由光電轉換電路423、第四光纖收發器424直接上傳到主控系統控制板30，完成狀態反饋。特別地，上述連接第一光纖收發器31和第二光纖收發器412的光纖與連接第三光纖收發器33和第四光纖收發器424的光纖可位于同一套管內。這樣，在進行接線時可避免接線雜亂。以上所述，僅為本技術較佳的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本技術揭露的技術范<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單元級聯型高壓變頻器，包括主控系統控制板和多個功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執行元件；所述主控系統控制板包括多個第一光纖收發器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發器，且每一所述第一光纖收發器和一個第二光纖收發器通過光纖連接；其特征在于：所述主控系統控制板還包括多個第三光纖收發器；每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發器、光電轉換電路及狀態檢測電路，且所述旁路執行元件連接到光電轉換電路；所述第三光纖收發器和第四光纖收發器通過光纖連接。

【技術特征摘要】
1.一種單元級聯型高壓變頻器，包括主控系統控制板和多個功率單元，且每一功率單元包括單元控制板、單元旁路板和旁路執行元件；所述主控系統控制板包括多個第一光纖收發器，每一功率單元的單元控制板包括第二光纖收發器，且每一所述第一光纖收發器和一個第二光纖收發器通過光纖連接；其特征在于：所述主控系統控制板還包括多個第三光纖收發器；每一所述功率單元的單元旁路板上具有依次連接的第四光纖收發器、光電轉換電路及狀態檢測電路，且所述旁路執行元件連接到光電轉換電路；所述第三光纖收發器和第四光纖收發器通過光纖連接。

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹公正，
申請(專利權)人：蘇州匯川技術有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32