高壓電機節電器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種高壓電機所使用的節電裝置。
【背景技術】
[0002]目前，對于高壓類電機的節電主要采用液力耦合，高壓變頻，磁控軟起，水電阻等啟動方式。在大型設備啟動過程中，能夠承受一部分啟動大電流的沖擊，但是只局限于啟動的瞬間。而在運行過程中，即使是液力耦合器，由于調速范圍小，所以節能空間也不是很明顯，而且液力耦合器需要配套油站。高壓變頻雖然目前節能空間較大，但是由于產生的諧波較大，導致后期的維護成本較高，在市場上處于飽和狀態。因此高壓變頻等傳統的高壓節電技術已經不能滿足現今的社會需求。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種新型的效率高、損耗少且抑制諧波效果好以達到較好節電效果的高壓電機節電器。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]一種高壓電機節電器，包括移相隔離變壓器和與所述的移相隔離變壓器相連接的采用高壓輸入、高壓輸出的節電裝置；所述的節電裝置包括若干個輸出相串聯的低壓節電模塊；所述的高壓電機節電器通過逆變器與電機相連接。
[0006]優選的，所述的低壓節電模塊包括若干個信號處理子模塊，每個所述的信號處理子模塊均包括與所述的移相隔離變壓器的輸出相連接并根據所述的電機負荷動態調整輸出的前置放大緩沖板、與所述的前置放大緩沖板相連接并用于對信號進行整流的整流單元、與所述的整流單元相連接并用于對信號進行濾波的濾波單元、與所述的濾波單元相連接并用于對信號進行穩壓的穩壓單元、與所述的穩壓單元相連接并用于對信號進行放大的放大單元，各個所述的放大單元的輸出相串聯構成所述的低壓節電模塊的輸出端。
[0007]優選的，所述的前置放大緩沖板通過光纖與控制器相連接以獲得所述的電機負荷的信號。
[0008]優選的，所述的移相隔離變壓器的二次側采用多繞組形式，且每個繞組采用延邊三角形移相形式連接。
[0009]優選的，所述的移相隔離變壓器的繞組采用分段式設置。
[0010]優選的，通過高壓絕緣柵雙極型IGBT管或集成門極換流晶閘管實現所述的低壓節電模塊的串聯。
[0011]由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點:本實用新型采用隔離移相變壓器能夠使得變壓器本身損耗更少，效率更高，抑制諧波的效果更好，提高功率因數:采用低壓節電模塊串聯構成的節電裝置，單個低壓節電模塊的電壓低，更安全，結構一致，通用互換性可靠，以達到最佳的節電效果。
【附圖說明】
[0012]附圖1為本實用新型的高壓電機節電器示意圖。
[0013]附圖2為本實用新型的高壓電機節電器的移相隔離變壓器的示意圖。
[0014]附圖3為本實用新型的高壓電機節電器的節電裝置中一個低壓節電模塊的示意圖。
[0015]附圖4為本實用新型的高壓電機節電器的節電裝置中一個低壓節電模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖所示的實施例對本實用新型作進一步描述。
[0017]實施例一:參見附圖1所示。一種高壓電機節電器，包括以此相連接的移相隔離變壓器和節電裝置，節電裝置的輸出構成該高壓電機節電器的輸出，并通過逆變器(圖中未示出)與電機相連接。
[0018]如附圖2所示，移相隔離變壓器采用長腰形的移相隔離變壓器，其二次側采用多繞組形式，多繞組采用分段式設置，且每個繞組采用延邊三角形移相形式連接。例如，該高壓電機節電器采用30脈沖(10KV電壓等級采用48脈沖)，移相隔離變壓器的二次側形式根據該高壓電機節電器容量的大小及電壓等級不同來進行調整，對于30脈沖的隔離移相變壓器，其二次側采用三段式繞組設置，每段設置8個延邊三角形繞組，每個延邊繞組出3個頭，總共72個出頭，用于連接后續的節電裝置。每個繞組中有5個移相組，移相角為+24，、+12、0、-12、-24各移相組的角差為12度。延邊三角形聯接方式分為正序聯接和反序聯接，由于正序聯接時，其移相角是順時針方式，稱為負角度；反序聯接時，其移相角是逆時針方式，稱為正角度。
[0019]節電裝置采用高壓輸入、高壓輸出方式，其輸入與移相隔離變壓器相連接，而由其提供690V電壓。節電裝置包括若干個輸出相串聯的低壓節電模塊，本實施例中，包括24個低壓節電模塊，該低壓節電模塊與移相隔離變壓器中二次側的共計24個繞組一一對應連接，每個繞組的3個出頭R、S、T均接至其對應的低壓節電模塊上，如附圖2所示。而24個低壓節電模塊串聯電源疊加達到10KV。
[0020]如附圖3所示，低壓節電模塊包括若干個信號處理子模塊，本實施例中，考慮到整體輸出功率的要求，設置了 12個信號處理子模塊，為簡化附圖，圖3中僅以兩個信號處理子模塊為例，其他信號處理子模塊省略。每個信號處理子模塊均包括與移相隔離變壓器的輸出相連接并根據電機負荷動態調整輸出的前置放大緩沖板、與前置放大緩沖板相連接并用于對信號進行整流的整流單元、與整流單元相連接并用于對信號進行濾波的濾波單元、與濾波單元相連接并用于對信號進行穩壓的穩壓單元、與穩壓單元相連接并用于對信號進行放大的放大單元。各個放大單元的輸出相串聯構成低壓節電模塊的輸出端，通過高壓絕緣柵雙極型IGBT管或集成門極換流晶閘管實現低壓節電模塊的串聯。前置放大緩沖板通過光纖與控制器相連接以獲得電機負荷的信號，并根據此負荷信號適時調整其輸出。控制器還可以采用光纖連接每個低壓節電模塊而實時監測其運行情況。
[0021]上述高壓電機節電器采用高高方式，即高壓輸入，高壓輸出，無需降壓變壓器與升壓變壓器，這種方式能夠縮小高壓節電器的體積，能夠省去升壓變壓器與降壓變壓器的維護成本。采用串聯型低壓節電模塊，其原理是利用低壓節電模塊串聯來彌補功率器件IGBT的耐壓能力不足。每個低壓節電模塊本身就是一低壓節電器，高壓的節電裝置的每個核心節電模塊性能和結構完全一樣，具有可互換性。在PWM電壓源型節電器中，當輸出電壓較高時，為了避免器件串聯引起的靜態和動態均壓問題，同時降低輸出諧波及dv/dt的影響，逆變器部分采用可以中性點自動平衡的三電平方式。逆變器件采用高壓絕緣柵雙極型IGBT或集成門極換流晶閘管TGCT，解決了節電器件串聯的問題，并使相電壓輸出具有三電平，實現能量回饋。節電模塊串聯之后，每個節電模塊的電壓大小不會時刻相同，節能型隔離移相變壓器為節電裝置提供足夠的隔離電壓，采用節能型隔離變壓器可以消除諧波，也就是抑制諧波。
[0022]多級低壓節電模塊串聯成高壓節電裝置可提高功率因數，節能型隔離移相變壓器漏感較小且沒有直流平波電感時，二極管整流電路的基波功率因數很高，多級節電模塊串聯構成的高壓節電裝置由于裝有節能型隔離移相變壓器，因而消去了輸入電流中的絕大部分諧波，又保留了二極管整流電路的高功率因數特性，因而具有較高的功率因數。節電裝置的輸出符合IEEE519原1992及中國電力行業對電壓失真最嚴格的要求，高于國標GB194549原93對諧波失真的要求。
[0023]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高壓電機節電器，其特征在于:其包括移相隔離變壓器和與所述的移相隔離變壓器相連接的采用高壓輸入、高壓輸出的節電裝置；所述的節電裝置包括若干個輸出相串聯的低壓節電模塊；所述的高壓電機節電器通過逆變器與電機相連接。2.根據權利要求1所述的高壓電機節電器，其特征在于:所述的低壓節電模塊包括若干個信號處理子模塊，每個所述的信號處理子模塊均包括與所述的移相隔離變壓器的輸出相連接并根據所述的電機負荷動態調整輸出的前置放大緩沖板、與所述的前置放大緩沖板相連接并用于對信號進行整流的整流單元、與所述的整流單元相連接并用于對信號進行濾波的濾波單元、與所述的濾波單元相連接并用于對信號進行穩壓的穩壓單元、與所述的穩壓單元相連接并用于對信號進行放大的放大單元，各個所述的放大單元的輸出相串聯構成所述的低壓節電模塊的輸出端。3.根據權利要求2所述的高壓電機節電器，其特征在于:所述的前置放大緩沖板通過光纖與控制器相連接以獲得所述的電機負荷的信號。4.根據權利要求1或2或3所述的高壓電機節電器，其特征在于:所述的移相隔離變壓器的二次側采用多繞組形式，且每個繞組采用延邊三角形移相形式連接。5.根據權利要求4所述的高壓電機節電器，其特征在于:所述的移相隔離變壓器的繞組采用分段式設置。6.根據權利要求1所述的高壓電機節電器，其特征在于:通過高壓絕緣柵雙極型IGBT管或集成門極換流晶閘管實現所述的低壓節電模塊的串聯。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高壓電機節電器，包括移相隔離變壓器和與移相隔離變壓器相連接的采用高壓輸入、高壓輸出的節電裝置；節電裝置包括若干個輸出相串聯的低壓節電模塊；高壓電機節電器通過逆變器與電機相連接。低壓節電模塊包括若干個信號處理子模塊，每個信號處理子模塊均包括與移相隔離變壓器的輸出相連接的前置放大緩沖板、與前置放大緩沖板相連接的整流單元、與整流單元相連接的濾波單元、與濾波單元相連接的穩壓單元、與穩壓單元相連接的放大單元，各個放大單元的輸出相串聯構成低壓節電模塊的輸出端。本實用新型具有損耗少，效率高，抑制諧波的效果好，更安全等優點，能夠達到最佳的節電效果。
【IPC分類】H02K11/04, H02P23/00, H02P25/22
【公開號】CN204652278
【申請號】CN201520407002
【發明人】朱建豐, 鄭建虎
【申請人】江蘇天翔節能科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月12日