一種可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力電子設備領域，涉及一種電能傳輸裝置，具體涉及一種可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置。
【背景技術】
[0002]在油氣、煤炭開采等領域，電氣設備工作在數千米的井下，其中風機水栗潛油電機等設備需要變頻電源供電以實現變頻運行，把轉速調節到符合機械負載的要求，同時節約能源。而井下環境惡劣，易燃易爆氣體較多，采用井上變頻電源遠距離輸電更安全。目前該領域應用的變頻電源存在以下問題:
[0003]1、現有的變頻裝置是針對指定負載設計的，其輸出電壓最大值與輸出功率最大值固定，不能適應不同負載的要求，當負載需求發生變化時，需重新設計開發新的變頻裝置；
[0004]2、現有的變頻裝置輸入電流諧波含量大，功率因數低，易對電網造成嚴重污染；
[0005]3、由于對井下及遠距離設備供電需要敷設的線纜較長，線纜上會產生很大的壓降，因此供電電源需要相應地升高輸出電壓，一般電源外部配備體積很大的工頻變壓器來升高電壓，或者在電源內部配備體積龐大的工頻變壓器來升高電壓，但是增大了裝置的體積和成本。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置，其目的在于解決現有變頻裝置輸出電壓最大值與輸出功率最大值固定不可調的技術問題。
[0007]為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置，包括N個整流器模塊、N個逆變器模塊、EMI濾波器和控制單元；
[0008]其中，第i個整流器模塊的第一輸入端連接市電火線，第二輸入端與第(i+1)個整流器模塊的第二輸入端并聯接市電零線；
[0009]第i個逆變器模塊的第一端連接第i個整流器模塊的第三端，第二端連接第i個整流器模塊的第四端；
[0010]第i個逆變器模塊的第四端與第(i+1)個逆變器模塊的第三端串聯；EMI濾波器的第一端連接第一個逆變器模塊的第三端，第二端連接第N個逆變器模塊的第四端；EMI濾波器的第三端與第四端用于連接負載；其中，1 ^ i ^ N, N不小于2 ;
[0011]第i個整流器模塊的整流信號接口端連接控制單元的整流控制信號端口 i ;整流器模塊通過該整流信號接口端輸出整流信號到控制單元，接收控制單元輸出的控制信號以及24V電源；第i個逆變器模塊的逆變信號接口端連接控制單元的逆變控制信號端口 i ;逆變器模塊通過逆變信號端口輸出電壓電流模擬信號和電平信號到控制單元，并接收包括控制單元送往逆變器模塊的驅動信號、復位信號以及24V電源。
[0012]優選的，整流器模塊包括單相PFC變換器和高頻隔離升壓諧振變換器；單相PFC變換器的第一端作為整流器模塊的第一輸入端，第二端作為整流器模塊的第二輸入端；
[0013]高頻隔離升壓諧振變換器的第一端連接單相PFC變換器的第三端，第二端連接單相PFC變換器的第四端；高頻隔離升壓諧振變換器的第三端作為整流器模塊的第三端，第四端作為整流器模塊的第四端。
[0014]優選的，逆變器模塊采用Η橋逆變器；Η橋逆變器的第五端作為逆變器模塊的逆變信號接口端。
[0015]本發明提供的遠距離電能傳輸變頻裝置的輸入為市電，通過Ν個輸入端并聯的單相PFC變換器將市電交流電變換為Ν個直流電壓；再通過高頻隔離升壓諧振變換器將Ν個直流電壓進一步提高；Ν個Η橋逆變器以升高后的直流電壓為電源進行逆變；Ν個Η橋逆變器的輸出串聯，實現可變頻率的高壓交流電。
[0016]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果:
[0017](1)本發明提供的遠距離電能傳輸變頻裝置，其單相PFC變換器、高頻隔離升壓諧振變換器、Η橋逆變器的數量可以根據負載容量需求進行靈活調整，避免因不同設備的功率需求不同而進行重復設計及調試；
[0018](2)本發明提供的遠距離電能傳輸變頻裝置，采用高頻PFC整流，輸入電流諧波含量少，功率因數高，降低了對電網的諧波污染及無功需求，降低了對其他用電設備的干擾；
[0019](3)本發明提供的遠距離電能傳輸變頻裝置，采用高頻隔離升壓諧振變換器，減少了磁性器件及變頻電源整機的體積。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明實施例提供的可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置的原理示意圖；
[0021]圖2是單相PFC變換器端子編號示意圖；
[0022]圖3是高頻隔離升壓諧振變換器編號示意圖；
[0023]圖4是整流器模塊端子編號示意圖；
[0024]圖5是逆變器模塊端子編號示意圖；
[0025]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:1_第一整流器，2-第二整流器，3-第三整流器，4-第四整流器，5-第一逆變器，6-第二逆變器，7-第三逆變器，8-第四逆變器，9-EMI濾波器，10-負載，11-控制單元。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明提供的可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置進行詳細說明。實施例提供的可擴展的遠距離電能傳輸變頻裝置，如圖1所示，包括4個輸入并聯的整流器模塊(1，2，3，4)，4個輸出串聯的逆變器模塊(5，6，7，8)，EMI濾波器9和控制單元11 ;各個模塊及變換器的端子編號如圖2?圖5所示意；
[0028]其中，4個整流器模塊的