专利名称：高压变频器功率单元控制电源多路供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，尤其涉及一种 应用在电厂风机水泵领域的高压变频器功率单元控制电源多路供电装置。
背景技术：
随着电力电子技术的发展，高压变频器作为电力电子技术发展的产物，在国民 经济的各个领域如冶金、电力、石化、城市供水等行业得到广泛应用，并发挥着越来越重 要的作用。由功率单元串联构成的高压变频器，例如图1和图2所示的中国专利号 ZL97100477.
公开日期为1998年8月12日的高压变频器的结构特点是在电网侧有一 个整流变压器，此整流变压器有多个副边绕组，每一个副边绕组与一个功率单元相连，分别 给各个串联的功率单元供电。功率单元作为高压变频器内部的核心部分，主要由整流电路、 滤波电路、逆变电路、控制电路组成，是典型的由电力电子器件构成的“交-直-交”系统。 其中控制电路的功能包括与变频器主控通过光纤进行数据交换、控制逆变电路产生交流 输出、检测功率单元的各种需要进行保护的参数等控制功能。为实现这些功能，控制电路包 含了检测电路、控制系统、通讯电路、驱动电路、电源电路等电路结构，其工作电源一般需要 5V.+15V的低压直流电源。目前，高压变频功率单元控制电路的工作电源由功率单元输入三相交流电源提 供，通过变压器Tl进行电压变换，输入输出变比为720 180 ;AC180V的三相电源，通过整 流二极管RD1-RD6组成的三相整流电路1 (见图2)，整流为DC310V的直流电源。再经过互 相隔离的电源转换模块M1-M4，为控制电路提供互相隔离的5V和+15V工作电源。因该电源 电路由功率单元电源供电，其电位与功率单元电位相同，因此整个控制电路的电位与功率 单元的整体电位相同。该功率单元控制电源供电装置，满足了高压变频器常态工作需要。众所周知，高压变频器工作电压一般在6KV以上，在高压变频器出厂前调试、安装 调试、故障检修等环节，很多时候需要对高压变频器的低压控制系统进行调试，或只给低压 控制电源进行故障查找维修。但对于上述功率单元控制电源供电电路来说，在系统无法提 供高压工作电压时，该控制电源无法工作。测试时，往往需要将功率单元由柜体上拆卸下 来，另接控制电源进行测试。对于大功率高压变频器，考虑到绝缘、散热等要求，柜体安放功 率单元的有些位置很高，功率单元本身的重量也很大，功率单元的数量随着电压等级提高 而增多，拆卸功率单元并更换控制电源的工作量非常大。另外因在高压变频器工作时，功率 单元对地、功率电源间的电位差很大，外接的低压控制电源线不能保留，在测试完成后又需 要将其拆卸，造成二次更换电源的重复操作。因此，上述功率单元控制电路供电装置，在进行低压测试、调试、故障查找维修时， 会造成极大的工作量和不便性，并会增加拆卸功率单元所带来的不必要的机械磨损，对于 高压变频器的产品经竞争力造成不利影响。发明内容鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种高压变频器功率单元控制电源多路 供电装置，改变上述控制电源的弊端，在进行高压变频器进行调试、检修等操作时，无需拆 卸功率单元，降低高压变频调试、维修时的工作量。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案高压变频器功率单元控制电源 多路供电装置，包括一高压供电电路，该高压供电电路包括高压三相交流电源、高压变压器 Tl、三相整流电路1，来为高压变频器功率单元控制电路供电，还包括一低压供电电路作为供 电电源，该低压供电电路包括依次串联的可控低压电源、隔离变压器T2、电源切换电路；所述 的电源切换电路包括串联的整流电路2和电源切换控制继电器。其中当高压变频器功率单元 控制电路工作时，低压供电电源切换电路断开，由原高压供电电路供电，当高压变频器功率单 元控制电路检修时，低压供电电源切换电路闭合，由增加的低压供电电路供电。采用本实用新型的高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，在高压变频器 正常工作时，功率单元的控制电源取自功率单元工作电源，增加的低压供电线路由继电器 切除，不影响主电源供电。在高压变频器出厂前调试、安装调试、故障检修时，高压变频器 不上主电，系统接入低压可控AC220V电源，通过单相高隔离变压器T2，输入到功率单元控 制电源，控制继电器吸合，低压可控AC220V经过RD7-RD10组成的两相整流桥电路2，变为 DC310V电源，再经过互相隔离的电源转换模块M1-M4，为控制电路提供互相隔离的5V和 +15V工作电源，代替原控制电源供电。有效的避免了高压变频调试、检修时需要拆卸功率单 元，减少更换外接控制电源的工作量，提高工作效率，同时也减小了因多次拆卸功率单元带 来的机械磨损。功率单元增加的低压电源线路的整流电路和继电器与功率单元电位相同， 因其进线经过单相高隔离变压器隔离，使得该线路对地、对其他功率单元进行了隔离，满足 系统绝缘要求，同时也保证了功率单元外接线路在系统高压运行时的绝缘。另一个特点是 控制电源用于功率单元的检测、维修，此时因无需驱动功率单元内的电力电子元件，其电 源功率需求很小，减小变压器的体积，减少加工成本。
图1为现有功率单元的结构示意图。图2为现有功率单元控制电源线路原理图。图3为本实用新型高压变频器功率单元控制电源多路供电装置的结构示意图。图4本实用新型高压变频器功率单元控制电源多路供电装置原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细说明如下图3为本实用新型高压变频器功率单元控制电源多路供电装置的结构示意图。从 图中可见，高压变频器功率单元控制电路的供电增加了一个供电电路(图中虚线框所示的 部分)，该增加的供电电路包括可控低压AC220V电源、隔离变压器、电源切换电路，电源切 换电路包括两相整流电路、电源切换控制继电器。可控低压AC220V电源、隔离变压器、两相 整流电路、电源切换控制继电器依次串联。在高压变频器正常工作时，不接入可控低压AC220V电源，电源切换控制继电器处于常开状态，由高压供电电路供电。当高压变频器调试或检修时，高压变频器不上主电，系 统接入低压可控AC220V电源，控制继电器吸合，低压可控AC220V电源通过隔离变压器，经 过两相整流电路，为控制电路提供工作电源，代替原控制电源供电。在完成高压变频器低压 调试、检修后，切除低压控制电源的AC220V输入，控制继电器断开，完成输出电源切换。图4为本实用新型高压变频器功率单元控制电源多路供电装置的原理图，如图所 示，高压变频器功率单元控制电路多路电源供电装置包括AC720V三相交流电源、输入输 出变比为720 180的变压器Tl、整流二极管RD1-RD6组成的三相整流电路1、互相隔离 的电源转换模块M1-M4，它们之间依次串联。还包括可控低压AC220V电源、隔离变压器T2、 电源切换电路。电源切换电路包括整流电路2、继电器。继电器由继电器线圈Kl和继电器 触点ΚΓ组成。隔离变压器T2输入端接入可控低压AC220V电源，隔离变压器T2输出端连 接整流电路2及继电器线圈K1，整流电路2输出端与继电器触点ΚΓ、互相隔离的电源转换 模块M1-M4依次串联。在高压变频器正常工作时，功率单元控制电路由功率单元三相进线获得电源，通 过变压器Tl进行电压变换，输入输出变比为720 180，然后通过整流二极管RD1-RD6组 成的三相整流电路1，整流为DC310V直流。此时，电源切换继电器因控制电源AC220V没 有接入，继电器处于常开状态，将低压电源的输入与控制电源电路断开，该线路保持断开状 态，线路中在隔离变压器T2输出这一侧为同一电位，与功率单元电位相同，通过隔离变压 器T2与高压变频器其他各部件隔离。当高压变频器调试或检修时，高压变频器不上主电，此时为使功率单元控制电路 工作，完成相关调试检修，系统接入低压可控AC220V电源，通过单相高隔离变压器T2，输入 到功率单元控制电源，控制继电器吸合，低压可控AC220V经过RD7-RD10组成的两相整流电 路2，变为DC310V电源，再经过互相隔离的电源转换模块M1-M4，为控制电路提供互相隔离 的5V和+15V工作电源，代替原控制电源供电。此时因无需驱动功率单元内的电力电子元 件，功率单元实际需要的控制电源功率很小，小于20W，因此，变压器额定功率< 20W。在完成高压变频器低压调试、检修后，切除低压控制电源的AC220V输入，控制继 电器断开，完成输出电源切换。
权利要求1.一种高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，包括一高压供电电路，该高压供 电电路包括高压三相交流电源、高压变压器(Tl)、三相整流电路(1)，来为高压变频器功率 单元控制电路供电，其特征在于，还包括一低压供电电路作为供电电源，该低压供电电路包 括依次串联的可控低压电源、隔离变压器(T2)、电源切换电路；所述电源切换电路包括串 联的整流电路⑵和电源切换控制继电器。
2.根据权利要求1所述的高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，其特征在于， 所述整流电路( 是由二极管(RD7-RD10)组成的两相整流电路。
3.根据权利要求1所述的高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，其特征在于， 所述电源切换控制继电器是由继电器线圈(Kl)和继电器触点(ΚΓ )组成。
4.根据权利要求1所述的高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，其特征在于， 所述隔离变压器(T2)是单相高隔离变压器，隔离电压10KV，变比为1 1。
5.根据权利要求1所述的高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，其特征在于， 所述可控低压电源为AC220V电源。
专利摘要一种高压变频器功率单元控制电源多路供电装置，包括一高压供电电路，该高压供电电路包括高压三相交流电源、高压变压器(T1)、三相整流电路(1)，该装置还包括一低压供电电路，该低压供电电路包括依次串联的可控低压电源、隔离变压器(T2)、电源切换电路；所述电源切换电路包括串联的整流电路(2)和电源切换控制继电器。该装置能有效地避免高压变频调试、检修时拆卸功率单元，从而提高工作效率，减小机械磨损；采用隔离变压器(T2)，能够保证系统绝缘要求；功率单元检测、维修时，电源功率需求很小，因此减小了变压器的体积，减少了加工成本。
文档编号H02J9/04GK201839062SQ201020276219
公开日2011年5月18日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者王国梁 申请人:国电龙源电气有限公司