流模块等器件出现故障时，实现将该功率单元与其他功率单元切除掉的功能。所述的晶闸管配有可有效吸收晶闸管动作时产生的电压尖峰的晶闸管吸收电路。
[0036]见图2，双路供电AC/DC电源由两路互相独立的供电电路组成，具体包括变压器(TIT2)、由二极管构成的整流桥电路接于变压器输出端，电容滤波电路与二极管整流桥电路并联连接，在电容滤波电路的输出端设有二极管稳压电路，两路输出端相并联连接，通过二极管作为切换开关，实现双路供电冗余结构；当使用的主供电电路故障时，瞬间切换至备用电路，保证旁路装置安全稳定运行。
[0037]本实用新型提基于晶闸管的高压变频器单元旁路装置，晶闸管旁路装置配用整流二极管，采用了双路供电电源冗余设计思路，保证了旁路装置可靠性高于单元可靠性;晶闸管和整流电路可以选取混合模块，将这两部门封装在了一个模块内，体积小，安装方便。对应的控制电路，具有接触器状态检测、芳路允许检测、芳路成功检测等功能。
[0038]晶闸管，配有二极管构成的整流电路，用于实现故障单元的旁路功能；另配有吸收电路，用于吸收晶闸管动作时产生的电压尖峰，使晶闸管工作更稳定可靠。
[0039]晶闸管驱动板包括驱动电路、检测电路、控制电路等，可以实现晶闸管的通断控制，以实现故障时特定功率单元旁路;并可以有效检测接触器状态及相应信息;和高压变频器主控制机通讯，可实现针对某个功率单元的旁路。
[0040]双路供电旁路电源:该电源采用双路供电冗余设计，可以有效弥补功率单元旁路系统供电异常引起的无法旁路缺陷，本电源原理实用，电路简单易于实现，器件数目较少，相应故障点也少，安全可靠。
[0041]采用本实用新型晶闸管旁路装置的高压变频器:包括多个级联的功率单元，每个功率单元含有三相全桥整流电路，并配有电容滤波，IGBT构成的H桥逆变电路，构成的交流-直流-交流变换拓扑;完成了将移相变压器输出的三相低压交流电，通过整流滤波电路变换成脉动直流电路，再通过可控H桥逆变电路，将脉动直流逆变成SPWM波形，最终通过多个功率单元具有相位差的SPffM波形组合成正弦波，驱动电机。
[0042]实施例:
[0043]多电平级联式高压变频器结构及工作原理如图5所示，其工作原理是输入变压器采用移相变压器，即变压器原边采用延边三角形接法，副边是多绕组输出，且每一组输出互差一定的电角度，以达到抑制输入谐波电流目的。输出采用多电平移相式PWM，同一相中不同串联单元的三角载波互差一定的相位，以增加输出电压台阶，提高等效开关效率，改善了输出波形。图6是各单元输出波形，因为串联的连接形式，最终输出了多重化的完整波形，直接可以用于电机驱动。由于多电平级联式高压变频器的输入、输出波形好，谐波含量小，且方便适配电机，现在已得到大量推广。
[0044]图7是多电平级联式高压变频器的一种标准形式功率单元，包括由二极管构成的整流电路，作用是将自移相变压器二次侧输入的三相交流电整流成脉动直流电路;铝电解电容或薄膜电容构成的滤波电路，作用是将脉动直流电变成平滑的直流电；SlGBT构成的H桥逆变电路，作用是将直流电变成可调交流电，最后通过多个单元串联叠加成可以驱动电机的交流输出。通常而言，功率单元由于器件及控制电路较多且复杂，难以保证较高的可靠性;为了保证高压变频器整体具备较高的可靠性，就必须减少数目众多的功率单元对整机的影响;单元旁路技术就是在此种需求下应运而生，可以有效切除故障单元，重新组合新的连接，保证高压变频器可以继续工作。
[0045]单元旁路装置要求执行快，且对通流能力要求较高，一般会选择使用晶闸管等电力电子器件方案，如图3。选用晶闸管通常会配合使用二极管构成的整流桥，并且需要额外给晶闸管配置吸收电路以吸收切换过程产生的电压尖峰，防止击穿功率器件；
[0046]晶闸管是一种四层PNPN结构器件，如图4-1、图4-2所示，它在任何方向上至少有一个反向偏置的PN结，因此它能在任一方向上阻断电流。同时利用门极的特性又可方便地控制其导通。由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态，所以其具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转换，具体条件如下:
[0047]1.晶闸管承受反向阳极电压时，无论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
[0048]2.晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压情况下晶闸管才导通。
[0049]3.晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，无论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。
[0050]4.晶闸管在导通的情况下，当主回路电压(或电流)减少到接近于零时，晶闸管关断。
[0051]使用晶闸管构成的电子式单元旁路装置，当选择使用晶闸管和整流桥混合模块时，占用空间最小，且方便安装，成本低廉;本实用新型为驱动电路供电的电源选用双路供电冗余设计，进一步加强了该装置的可靠性。可针对如下故障进行单元旁路操作。
[0052]1.单元过压、欠压故障
[0053]2.单元过流、驱动故障
[0054]3.单元超温故障
[0055]4.单元板卡电源故障
[0056]5.单元通讯故障
[0057]6.单元功率器件故障。
【主权项】
1.基于晶闸管的双路供电的高压变频器单元旁路装置，其特征在于，包括双路供电AC/DC电源、晶闸管驱动板、晶闸管及其反向并联的二极管整流桥，所述的双路供电AC/DC电源为晶闸管驱动板提供电源，晶闸管驱动板通过光纤与单元控制板进行通讯；晶闸管驱动板与晶闸管相连接，控制晶闸管的开断;配有二极管整流桥的晶闸管并联在高压变频器功率单元输出端。2.根据权利要求1所述的基于晶闸管的双路供电的高压变频器单元旁路装置，其特征在于，所述的双路供电AC/DC电源由两路互相独立的供电电路组成，具体包括变压器、由二极管构成的整流桥电路接于变压器输出端，电容滤波电路与二极管整流桥电路并联连接，在电容滤波电路的输出端设有二极管稳压电路，两路输出端相并联连接，通过二极管作为切换开关，实现双路供电冗余结构。3.根据权利要求1所述的基于晶闸管的双路供电的高压变频器单元旁路装置，其特征在于，所述的晶闸管配有可有效吸收晶闸管动作时产生的电压尖峰的晶闸管吸收电路。
【专利摘要】本实用新型基于晶闸管的双路供电的高压变频器单元旁路装置，包括双路供电AC/DC电源、晶闸管驱动板、晶闸管及其反向并联的二极管整流桥，所述的双路供电AC/DC电源为晶闸管驱动板提供电源，晶闸管驱动板通过光纤与单元控制板进行通讯；晶闸管驱动板与晶闸管相连接，控制晶闸管的开断；配有二极管整流桥的晶闸管并联在高压变频器功率单元输出端，当功率单元内IGBT、整流模块等器件出现故障时，实现将该功率单元与其他功率单元切除掉的功能。本实用新型采用双路供电方式，并配有晶闸管吸收电路，有效吸收晶闸管动作时产生的电压尖峰，极大地提高了功率单元旁路系统的可靠性。
【IPC分类】H02J9/06, H02J1/10, H02M1/32
【公开号】CN205335843
【申请号】CN201521086489
【发明人】张春雷, 周翔, 胡彦国, 庚德正, 周辉, 张丹, 曹鹏
【申请人】辽宁荣信电气传动技术有限责任公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月23日