10kV高压变频调速系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种10kV高压变频调速系统，包括变频器、与变频器电连接的变压器和高压电动机以及与变频器进行光纤通信的主控系统。本实用新型提供的10kV高压变频系统，包括一10kV变频器，每一相由9个额定电压为690V的功率单元串联而成，输出相电压为6210V，线电压达到10kV，每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/9的相电压和1/27的输出功率，变频器的输入侧有54路脉冲电流，变频器构成54路整流方式，可以有效消除53次以下的谐波，对同一电网的其他电气设备不产生谐波干扰。
【专利说明】1kV高压变频调速系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高压变频【技术领域】，尤其是一种1kV高压变频调速系统。
【背景技术】
[0002]变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,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。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
[0003]现有的高压变频器存在同一电网的多个电气设备之间多有谐波干扰的问题。实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种1kV高压变频调速系统，可以满足GB14549-93及IEEE519-1992标准，对同一电网的其他电气设备不产生谐波干扰。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种1kV高压变频调速系统，包括变频器、与变频器电连接的变压器和高压电动机以及与变频器进行光纤通信的主控系统；所述变频器为星接三相变频器，每一相由9个功率单元串联而成，每个功率单元的额定电压为690V。
[0006]优选的，主控系统包括PLC控制器和DSP控制器。PLC作为强电部分及外部信号的接口，充分发挥了其可靠性高、接口丰富的优点，能为现场运行提供丰富的输入输出节点，并可根据现场情况灵活改变控制方式。DSP主要完成实时性要求高的电机控制和状态监测等任务，设计中采用了数字滤波、软硬件看门狗、软件冗余和软件陷阱等多种手段，提高了系统的抗干扰性能。
[0007]优选的，变压器原边绕组为10kV，副边共27个绕阻分为三组，所述变压器输出侧为延边三角形接法。在变压器二次绕组分配时，同一相位的二次绕组分别给电机的单相供电，保证各相位组的电流基本相同。
[0008]优选的，功率单元为三相输入单相输出的交-直-交结构的PWM电压源型逆变器，包括IGBT模块。系统共27个功率单元，构成54路脉冲整流，可以有效消除53次谐波，对同一电网的其他电气设备不产生谐波干扰。
[0009]主控系统连接每一功率单元的IGBT模块，根据所需预先设定每一功率单元的相位角，同时触发同一相内每一功率单元的IGBT模块，从而保证每一相内各功率单元的相位同步。
[0010]IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
[0011]优选的，主控系统连接人机界面，所述人机界面包括触摸显示屏。
[0012]本实用新型的有益效果为:本实用新型提供的1kV高压变频系统，包括一 1kV变频器，每一相由9个额定电压为690V的功率单元串联而成，输出相电压为6210V，线电压达到10kV，每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/9的相电压和1/27的输出功率，变频器的输入侧有54路脉冲电流，变频器构成54路整流方式，可以有效消除53次以下的谐波，对同一电网的其他电气设备不产生谐波干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例1OkV闻压变频调速系统的结构不意图；
[0014]图2为本实用新型实施例三相变频器的接线示意图。
【具体实施方式】
[0015]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。文中所述“上” “下” “左” “右”，分别是相对于图中所示方向。
[0016]如图1所示，本实用新型提供了一种1kV高压变频调速系统，包括变频器、与变频器电连接的变压器和高压电动机以及与变频器进行光纤通信的主控系统；变频器为星接三相变频器，包括A、B、C三相，每一相由9个功率单元串联而成，每个功率单元的额定电压为690V。本实施例优选方案中，主控系统连接人机界面，人机界面包括触摸显示屏，进行人工指示和命令的传达。
[0017]主控系统包括PLC控制器和DSP控制器(未图示)。PLC作为强电部分及外部信号的接口，充分发挥了其可靠性高、接口丰富的优点，能为现场运行提供丰富的输入输出节点，并可根据现场情况灵活改变控制方式。DSP主要完成实时性要求高的电机控制和状态监测等任务，设计中采用了数字滤波、软硬件看门狗、软件冗余和软件陷阱等多种手段，提高了系统的抗干扰性能。
[0018]主控系统连接每一功率单元的IGBT模块，根据所需预先设定每一功率单元的相位角，同时触发同一相内每一功率单元的IGBT模块，从而保证每一相内各功率单元的相位同步。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管，是由BJT (双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；M0SFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
[0019]如图2所示，变压器原边绕组为10kV，副边共27个绕阻分为三组，所述变压器输出侧为延边三角形接法。在变压器二次绕组分配时，同一相位的二次绕组分别给电机的单相供电，保证各相位组的电流基本相同。每一相由9个额定电压为690V的功率单元串联而成，输出相电压为6210V，线电压达到10kV，每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/9的相电压和1/27的输出功率。
[0020]功率单元为三相输入单相输出的交-直-交结构的PWM电压源型逆变器，包括IGBT模块。系统共27个功率单元，构成54路脉冲整流，可以有效消除53次谐波，对同一电网的其他电气设备不产生谐波干扰。
[0021]本实用新型提供的1kV高压变频系统，包括一 1kV变频器，每一相由9个额定电压为690V的功率单元串联而成，输出相电压为6210V，线电压达到10kV，每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/9的相电压和1/27的输出功率，变频器的输入侧有54路脉冲电流，变频器构成54路整流方式，可以有效消除53次以下的谐波，对同一电网的其他电气设备不产生谐波干扰。
[0022]本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种10kV高压变频调速系统，其特征在于:包括变频器、与变频器电连接的变压器和高压电动机以及与变频器进行光纤通信的主控系统；所述变频器为星接三相变频器，每一相由9个功率单元串联而成，每个功率单元的额定电压为690V。
2.如权利要求1所述的10kV高压变频调速系统，其特征在于:所述主控系统包括PLC控制器和DSP控制器。
3.如权利要求2所述的10kV高压变频调速系统，其特征在于:所述变压器原边绕组为10kV，副边共27个绕阻分为三组，所述变压器输出侧为延边三角形接法。
4.如权利要求3所述的10kV高压变频调速系统，其特征在于:所述功率单元为三相输入单相输出的交-直-交结构的PWM电压源型逆变器，包括IGBT模块。
5.如权利要求1或4所述的10kV高压变频调速系统，其特征在于:所述主控系统连接人机界面，所述人机界面包括触摸显示屏。
【文档编号】H02P27/08GK204089675SQ201420498631
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】杨兆军 申请人:南京奥博电气有限公司