专利名称：多级中压变频器中的移相变压器的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种移相变压器，尤其涉及一种用于多级中压变频器中的移相变压器。
背景技术：
一般而言，多级中压变频器是具有输入的线间电压的均方根值范围在600V以上的变频器，并且其输出相电压为多级。多级中压变频器被配置为驱动在诸如风扇、泵、压缩机、牵引装置、起重机以及传输机的领域中具有几kW到几丽的功率的电动机。常规的中压变频器可能要求在输入端有移相变压器，用于提供电流隔离、减少谐波以及向各个电池单元供应输入电压。移相变压器作为中压变频器的组成部分之一，占据了中压变频器中最大一部分体积和重量，因而移相变压器的设计非常重要。然而，常规的移相变压器一般具有集成式的配置，由于集成式结构而受制于诸如在设计方面不存在自由度的缺点。现在，将描述常规的移相变压器。
图1是根据现有技术的多级中压变频器的示意性结构图。参照图1，常规的多级中压变频器从输入电力单元120接收输入电力，并且将电压转换至三相电动机130的负载,输入电力单兀120输出如下的电压其输入的线间电压的均方根值为600V以上。常规移相变压器111的一次绕组由三相Y接线构成，并且二次绕组由总共12个绕组构成，三个绕组相对于一次绕组各自具有-15°、0°、15°、30°的相位差。二次绕组的结构由单元电池112的数量来确定。从图1能够注意到的是，变频器110为电动机130的每个相设置两个单元电池。也就是说，电池Al 112a和电池A2 112b串联连接以输出三相电动机130的“a”相电压，电池BI 112c和电池B2 112d输出“b”相电压，而电池Cl 112e和电池C2 112f输出“c”相电压。电池Al 112a、电池BI 112c和电池Cl 112e连接至具有15°和0°相位的输出，并且电池A2 112b、电池B2 112d和电池C2 112f连接至具有15°和30°相位的输出。图2是图1中的电池的配置图。参照图2，整流单元210从移相变压器111接收两个三相电力并且将所述电力整流成直流电压。为此目的，整流单元210包括两个二极管整流器。整流单元210的输出连接至串联连接的直流母线电容器，并且直流单元220的两个直流母线电容器中的每一个直流母线电容器具有相同的电容。变频器230合成直流单元220的输出电压并且所输出的线间电压为五级。同时，图1的常规中压变频器可以被配置成如图3所示。图3是图1的另一配置图，并且除了电池113的配置以外，图3具有和图1中一样的配置。图3的电池113能够合成五级的输出电压。电池Dl 113a能够输出电动机130的“a”相电压，电池El 113b能够输出电动机130的“b”相电压,而电池Fl 113c能够输出电动机130的“c”相电压。图4是图3的电池的配置图。
参照图4，整流单元410包括四个二极管整流器，并且变频器单元430的操作和图2中的一样。然而，图2和图4中的单元电池在响应于所要求的输出而使用的电力装置的额定电压和额定电流上是不同的。移相变压器111的输出被输入至整流单元410，并且整流单元410的输出反映在直流单元420上。首先将描述图1的变频器单元230的操作。图2中的变频器单元230的各个引脚包括四个串联布置的开关230a、230b、230c、230d，并且输出电压由各个开关的操作来限定。开关230a和开关230b的切换操作是互补的，并且开关230c和开关230d的切换操作也是互补的。因此，如果直流单元220的串联连接的直流母线电容器的各个电压被限定为E，并且如果开关230a和开关230b被接通，则开关230c和开关230d被断开，并且所输出的极电压为E。此外，如果开关230a和开关230c被接通，则开关230b和开关230d被断开，并且此时的极电压为零。类似地，如果开关230a和开关230b被断开，则开关230c和开关230d被接通，并且此时的极电压为-E。根据如此定义的极电压，由图1的各个单元电池112所输出的线间电压分别为2E、E、0、-E和-2E五级。由于由各个电池112输出的线间电压被定义为五级，所以由图1的电池Al 112a和电池A2 112b合成的电压为4E、3E、2E、E、0、-E、-2E、-3E和-4E九级，并且输出至电动机 130 的线间电压为 8E、7E、6E、5E、4E、3E、2E、E、0、-E、-2E、-3E、-4E、-5E、-6E、-7E和-8E十七级。现在将描述图1和图3的移相变压器111的操作。移相变压器111将电绝缘的三相电力从所输入的三相电力施加至各个电池112、113。移相变压器111的一次绕组为Y接线或者A接线，并且二次绕组输出具有足以满足单元电池112、113的要求的移相和幅值的电力。此时，来自移相变压器111的二次绕组的输出的个数与在单元电池112、113处的整流单元210、410的二 极 管整流器的个数相同，并且能够由下列等式I来限定。等式I =Nsec=SNunitNdiode其中，N.是来自移相变压器111的二次绕组的输出的个数，Nunit是连接至电动机130的各相的单元电池112、113的个数，并且Nditjde是包括在一个单元电池112、113中的二极管整流器的个数。例如，因为在图1和图2的配置中，Nmit为2而NditxleS 2，所以Nse。变为12，并且因为在图3和图4的配置中，Nunit为I而Ndit5d6为4，所以NS6。变为12。移相变压器111的二次绕组的移相角度可以由下列等式2获得。
权利要求
1.一种多级中压变频器中的移相变压器，所述多级中压变频器包括用于驱动电动机的多个电池，所述移相变压器包括多个模块化的移相变压器，其中所述多个模块化的移相变压器的一次绕组以预定角度彼此移相。
2.根据权利要求1所述的移相变压器，其中，模块化的移相变压器的二次绕组包括多个第一接线和多个第二接线，各个接线以预定的角度移相。
3.根据权利要求2所述的移相变压器，其中，所述第一接线包括Y接线，并且所述第二接线包括A接线。
4.根据权利要求2所述的移相变压器，其中，所述多个模块化的移相变压器中的任一个将所述第一接线和所述第二接线的输出作为输入电カ供应至多个电池中的分别向所述电动机提供三相电压的三个电池。
5.根据权利要求1所述的移相变压器，其中，所述模块化的移相变压器的二次绕组包括多个接线，各个接线以预定的角度移相。
6.根据权利要求5所述的移相变压器，其中，所述模块化的移相变压器中的任ー个将输入电力供应至多个电池中的任一个电池。
7.根据权利要求6所述的移相变压器，其中，至所述电池中的任一个电池的输入是来自所述模块化的移相变压器中的所述多个接线中的任ー个接线的输出。
8.根据权利要求5所述的移相变压器，其中，所述多个模块化的移相变压器将输入电力供应至所述多个电池中的任ー个电池。
9.根据权利要求8所述的移相变压器，其中，所述电池中的任一个电池的输入是来自所述多个模块化的移相变压器的输出。
10.根据权利要求1所述的移相变压器，其中，所述预定的角度由下列等式确定
全文摘要
本发明公开了一种多级中压变频器中的移相变压器，其中，将结构模块化以提供布局自由并且减小整个系统的体积和重量，并且使得即使一个模块发生故障也能够进行电动机的连续操作。
文档编号H01F27/28GK103036456SQ20121036246
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月25日 优先权日2011年9月28日
发明者俞安橹 申请人:Ls产电株式会社