专利名称：再生式中压变频器的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种再生式中压变频器。
背景技术：
本部分提供关于本公开的背景信息，其不一定是现有技术。通常地，采用称为电力转换器、变频器或者驱动器的设备向诸如电动机的另一个设备提供电力。特别地，将这种变频器(此处变频器用于泛指变频器、转换器、驱动器)联接至公用接线以接收诸如三相AC (交流)电力的输入电力。此外，中压变频器是具有线间电压的rms (均方根)值在600V以上的输入电力的变频器，并且通常用于驱动惯性大的工业负载，但不限于驱动风扇、泵和压缩机。在这些应用领域中，如果需要迅速加速或者迅速减速，则当产生再生操作时会经常发生变速操作。
图1是根据现有技术的串联H桥中压变频器的构造图，其中变频器配置有三级单元电池。常规的中压变频器100接收来自输入电力单元200的3相电力并且将电力供应给电动机300。输入电力单元200提供线间电压的rms (均方根)值在600V以上的3相。电动机300是3相高压电动机，并且可以是感应式电机或者同步电机。移相变压器110提供输入电力单元200和中压变频器100之间的电绝缘，减少输入端处的谐波并且提供适于各个单元电池120的输入3相电力。单元电池120接收来自移相变压器110的电力并且将相电压输出给电动机300，其中各个单元电池120由组构成。参照图1，电池A1、A2和A3以输出电压串联地连接以合成电动机300的‘a’相电压，电池B1、B2和B3以输出电压串联地连接以合成电动机300的‘b’相电压，并且电池Cl、C2和C3以输出电压串联地连接以合成电动机300的‘c’相电压。合成的‘b’相电压和‘a’相电压相隔120度的相位差，并且合成的‘c’相电压和‘b’相电压也相隔120度的相位差。图2是图示出图1的单元电池的构造图。参照图2，单元电池120包括3相二极管整流器121、直流母线电容器122和变频器123。3相二极管整流器121利用移相变压器110的输出电压作为输入来输出3相整流直流电压。直流母线电容器122存储3相二极管整流器121的输入电力。变频器123是单相全桥式变频器以利用从直流母线电容器122接收到的电压经由切换元件123a 123d的切换来合成输出电压。现在，将描述图1和图2的系统。移相变压器110迎合单元电池120的要求而转换高压输入电力的相位和大小。移相变压器110的输出电压成为每个单元电池120的输入电力并且通过图2的3相二极管整流器121被转换成直流。直流母线电容器122用于恒定地保持3相二极管整流器121的输出电压。单相全桥式变频器123利用来自直流母线电容器122的电压对AC输出电压进行合成。如果直流母线电容器122的电压被假定为‘E’，那么根据切换状态可以将变频器123的输出电压示出为‘E’、‘0’和E’。对于非限定性示例，如果123a和123d是导电的，那么合成的输出电压为‘E’，并且如果123b和123c是导电的，那么合成的输出电压为‘ -E，，如果123a和123c，或者123b和123d是导电的,那么合成的输出电压为‘O’。在图1的单元电池结构中，A1、A2、A3、B1、B2、B3和C1、C2、C3的输出电压都串联地连接，以使得串联连接的输出相电压在‘3E’、‘2E’、‘E’、‘O’、‘ - E’、‘ - 2E，和‘ -3E，这7级中合成。来自合成的输出相电压的电动机输出线间电压可以在‘6E’、‘5E’、‘4E’、‘3E’、‘2E’、‘E’、‘0’、‘ - E’、‘ - 2E，、‘ - 3E，、‘ - 4E，、‘ - 5E，、‘ - 6E’ 这 13 级中合成，这可以被归纳如下。等式Im = 2H+等式2P = 2m-1 = 4H+1其中，m是输出相电压的级数，H是安装在电动机300的各相处的单元电池120的个数，并且P是输出线间电压的级数。同时，在每个单元电池120的输出作为单全桥式变频器的输出的情况下，直流母线电力的输出形成有电压纹波。首先，每个电池的输出电压和输出电流被限定如下。等式3
权利要求
1.一种将来自输入电力单兀的3相输入电力输出给电动机的再生式中压变频器,所述变频器包括 多个电池，其构造为通过串联连接的三个组将相电压传输给所述电动机； 多个输入滤波器，其连接在所述输入电力单元和所述电池之间以减少输入电力的谐波；以及 多个切换信号生成单元，其连接在所述输入电力单元和所述电池之间以切换输入至所述电池的电压。
2.根据权利要求1所述的变频器，进一步包括移相变压器，所述移相变压器使得来自所述输入电力单元的输入电力电绝缘，并且将电绝缘的输入电力提供给多个电池中的每一个。
3.根据权利要求1所述的变频器，其中，所述输入滤波器安装有接收所述输入电力的三个输入端，并且包括电感器和电容器，所述电感器分别连接至所述输入端，所述电容器以三角形接法与所述电感器相连接。
4.根据权利要求3所述的变频器，其中，所述输入滤波器进一步包括并联地连接至每个电感器的电阻器以去除所述输入电力的谐振。
5.根据权利要求1所述的变频器，其中，所述电池包括有源整流单元，其接收所述输入滤波器的输出电压以输出自所述输出电压整流后的直流电压；直流母线电容器，其存储所述直流电压；以及变频器单元，其由存储的直流电压合成输出电压。
6.根据权利要求5所述的变频器，其中，所述有源整流单元包括并联地连接至各个相电压的多个开关。
7.根据权利要求6所述的变频器，其中，所述切换信号生成单元对所述多个开关进行控制以顺序地连接所述电池和所述输入电力单元。
8.根据权利要求6或7所述的变频器，其中，所述开关中的每一个开关包括并联地连接的晶体管和二极管。
9.根据权利要求1所述的变频器，其中，所述切换信号生成单元利用来自所述输入电力单元的输入电力来测量线间电压，利用测量到的线间电压来提取功角并且切换输入至所述电池的电压。
全文摘要
本发明提供了一种再生式中压变频器，所述变频器能够使得通过改变串联H桥中压变频器处的单元电池的输入端的结构而进行再生操作，并且与常规的中压变频器相比，不需要动态制动电阻器来减小直流母线电容器的大小。
文档编号H02P27/04GK103051283SQ20121038726
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者俞安橹 申请人:Ls产电株式会社