单元级联型高压变频器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变频器领域，更具体地说，涉及一种单元级联型高压变频器。
【背景技术】
[0002]变频器是通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要通过整流、逆变等过程来调整输出电源的电压和频率，进而达到控制电机转速的目的。目前市场上使用的中/高压变频器产品的类型主要有两电平电流源型高压变频器，三电平电压源型变频器以及功率单元级联型变频器。其中，功率单元级联型变频器因其完美的无谐波输出和节能的特性，被广泛地应用到了很多工业领域中。
[0003]功率单元级联型变频器的可靠性在很大程度上取决于功率单元的可靠性。功率单元各器件出现问题时，都有可能造成功率单元无法正常工作。例如，功率单元中的IGBT器件频繁地执行导通和截止操作，在开通和关闭的时候都会有一定的功率损耗，这些损耗的功率转化而成的热量将会使得功率单元的温度上升，在功率单元长时间运行在散热状况不好的环境中时(例如，整机换风通道出现问题，外部空气环境温度过高等因素均可能导致这种现象出现)，往往可能造成元器件损坏。此外，IGBT器件的开通电压大于一定的值时也会损坏IGBT器件自身。或者，某些情况下的电压/电流的突变也有可能造成功率单元中元器件的损坏。
[0004]功率单元是高压变频器的基本单位，任何一个功率单元故障，将会导致高压变频器输出电压及输出功率的不均衡，并且达不到电机所需要的额定电压，甚至更有可能使高压变频器负载加重，导致相邻功率单元的损坏，导致出现高压变频器整体故障。目前为提高高压变频器整机的可靠性，在检测到某个功率单元发生故障时，直接将该功率单元旁路，使其与变频器主电路相分离。
[0005]如图1所示，在进行旁路操作时，主控系统的控制板10经由功率单元20的单元控制板21与单元旁路板22进行通信，以将旁路指令下发到单元旁路板22，单元旁路板22驱动旁路执行元件23完成旁路动作。但在该方案中，如果单元控制板21出现故障，则旁路指令下发的通道就被中断，旁路指令无法到达单元旁路板22，则旁路动作无法完成。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述高压变频器中因单元控制板故障而造成无法旁路功率单元的问题，提供一种新的单元级联型高压变频器。
[0007]本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种单元级联型高压变频器，包括主控系统控制板和多个功率单元，且每一功率单元包括单元控制板、单元旁路板和旁路执行元件;所述主控制系统控制板包括多个第一光纤收发器，每一功率单元的单元控制板包括第二光纤收发器，且每一所述第一光纤收发器和一个第二光纤收发器通过光纤连接;所述主控系统控制板还包括多个第三光纤收发器;每一所述功率单元的单元旁路板上具有依次连接的第四光纤收发器、光电转换电路及状态检测电路，且所述旁路执行元件连接到光电转换电路;所述第三光纤收发器和第四光纤收发器通过光纤连接。
[0008]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述高压变频器还包括移相变压器，所述旁路执行元件包括旁路接触器及驱动电路，且所述旁路接触器的输出端将功率单元连接到移相变压器的输出端。
[0009]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，所述第三光纤收发器和第四光纤收发器通过两根独立的光纤连接。
[0010]在本实用新型所述的单元级联型高压变频器中，连接第一光纤收发器和第二光纤收发器的光纤与连接第三光纤收发器和第四光纤收发器的光纤位于同一套管内。
[0011]本实用新型的单元级联型高压变频器具有以下技术效果:通过分别在主控系统控制板和功率单元上增加光纤收发器，主控系统控制板可直接将旁路指令发送到功率单元的单元旁路板并直接从单元旁路板获取状态信息，即使功率单元的单元控制板故障也不影响旁路操作，保证了整个系统的安全。
【附图说明】
[0012]图1是现有高压变频器中的旁路信号传输的示意图。
[0013]图2是本实用新型的单元级联型高压变频器中旁路通讯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015]如图2所示，是本实用新型单元级联型高压变频器中旁路通讯的结构示意图，上述单元级联型高压变频器包括主控系统控制板30和多个功率单元40，且每一功率单元40包括单元控制板41、单元旁路板42和旁路执行元件43，其中:主控制系统控制板30包括多个第一光纤收发器31，每一功率单元40的单元控制板41包括第二光纤收发器412，且每一第一光纤收发器31和一个第二光纤收发器412通过两根光纤连接。主控系统控制板30可通过其中一根光纤向单元控制板41发送命令，并通过另一根光纤接收单元控制板41返回的状态信息。
[0016]上述主控系统控制板30还包括多个第三光纤收发器33;而每一功率单元40的单元旁路板42上具有依次连接的第四光纤收发器424、光电转换电路423及状态检测电路422，且旁路执行元件43连接到光电转换电路423;第三光纤收发器33和第四光纤收发器424通过光纤连接(例如两根独立的光纤)。这样，主控系统控制板30可通过其中一根光纤向单元旁路板42发送旁路命令，并通过另一根光纤接收单元旁路板42返回的旁路执行单元43的状态信息。
[0017]上述单元级联型高压变频器通过分别在主控系统控制板30和功率单元40上增加光纤收发器，主控系统控制板30可直接将旁路指令发送到功率单元40的单元旁路板42并直接从单元旁路板42获取相关状态信息，即使功率单元40的单元控制板41故障也不影响旁路操作，保证了整个系统的安全。
[0018]在上述的单元级联型高压变频器中，高压变频器还包括移相变压器，旁路执行元件43包括旁路接触器及驱动电路，且旁路接触器的输出端将功率单元连接到移相变压器的输出端。在单元旁路板42的第四光纤收发器424接收到主控系统控制板30的旁路命令时，光电转换电路423将光信号转换为电信号，旁路执行元件中的驱动电路根据上述电信号驱动旁路接触器动作，将该功率单元40旁路开。状态检测电路422搜集的状态信号也经由光电转换电路423、第四光纤收发器424直接上传到主控系统控制板30，完成状态反馈。
[0019]特别地，上述连接第一光纤收发器31和第二光纤收发器412的光纤与连接第三光纤收发器33和第四光纤收发器424的光纤可位于同一套管内。这样，在进行接线时可避免接线杂乱。
[0020]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种单元级联型高压变频器，包括主控系统控制板和多个功率单元，且每一功率单元包括单元控制板、单元旁路板和旁路执行元件;所述主控系统控制板包括多个第一光纤收发器，每一功率单元的单元控制板包括第二光纤收发器，且每一所述第一光纤收发器和一个第二光纤收发器通过光纤连接;其特征在于:所述主控系统控制板还包括多个第三光纤收发器;每一所述功率单元的单元旁路板上具有依次连接的第四光纤收发器、光电转换电路及状态检测电路，且所述旁路执行元件连接到光电转换电路;所述第三光纤收发器和第四光纤收发器通过光纤连接。2.根据权利要求1所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述高压变频器还包括移相变压器，所述旁路执行元件包括旁路接触器及驱动电路，且所述旁路接触器的输出端将功率单元连接到移相变压器的输出端。3.根据权利要求1所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:所述第三光纤收发器和第四光纤收发器通过两根独立的光纤连接。4.根据权利要求1所述的单元级联型高压变频器，其特征在于:连接第一光纤收发器和第二光纤收发器的光纤与连接第三光纤收发器和第四光纤收发器的光纤位于同一套管内。
【专利摘要】本实用新型提供了一种单元级联型高压变频器，包括主控系统控制板和多个功率单元，且每一功率单元包括单元控制板、单元旁路板和旁路执行元件；所述主控制系统控制板包括多个第一光纤收发器，每一功率单元的单元控制板包括第二光纤收发器；所述主控系统控制板还包括多个第三光纤收发器；每一所述功率单元的单元旁路板上具有依次连接的第四光纤收发器、光电转换电路及状态检测电路，且所述旁路执行元件连接到光电转换电路；所述第三光纤收发器和第四光纤收发器通过光纤连接。本实用新型通过分别在主控系统控制板和功率单元上增加光纤收发器，主控系统控制板可直接将旁路指令发送到功率单元的单元旁路板并直接从单元旁路板获取状态信息。
【IPC分类】H02M1/32, H02M5/00
【公开号】CN205265521
【申请号】CN201521086329
【发明人】曹公正
【申请人】苏州汇川技术有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月23日