專利名稱：一種應(yīng)用于逆變器直流回路的電氣保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣保護(hù)裝置，尤其是一種應(yīng)用于逆變器直流回路的電氣保 護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
變頻裝置由整流單元和逆變單元構(gòu)成，整流單元由電網(wǎng)電源連接模塊、電抗器、變 流器等組成，而逆變單元(簡(jiǎn)稱逆變器)是一套用于三相交流傳動(dòng)設(shè)備的電力電子裝置，它 通過(guò)變流器提供的直流電壓，利用脈沖寬度調(diào)制方法，生成一個(gè)三相交流變頻電壓。如圖1所示，外部電網(wǎng)交流電源接入端子L1/L2/L3，通過(guò)整流器，將交流電源轉(zhuǎn)換 成直流電源，該直流電源被輸出到直流母線側(cè)，而逆變器直接連接到該直流母線上，并且把 直流電源轉(zhuǎn)化成電壓頻率可調(diào)的交流電源，通過(guò)端子U/V/W輸出到控制設(shè)備，達(dá)到滿足生 產(chǎn)需求的目的。在很多工程應(yīng)用中，為了達(dá)到節(jié)能的目的，使能量能在電動(dòng)工作系統(tǒng)和發(fā)電工作 系統(tǒng)中自由傳送，通常將一臺(tái)或多臺(tái)逆變器直接連接到整流單元的公共直流母線上。當(dāng)整 流單元工作時(shí)，將向逆變器提供穩(wěn)定的直流電壓，但若逆變器在長(zhǎng)時(shí)間失電的情況下，其直 流母線側(cè)電容因放電使其電壓下降為零，這樣，在接通電源瞬間，若逆變器直流母線側(cè)電容 兩端電壓為零，若不對(duì)該電容進(jìn)行限流預(yù)儲(chǔ)能，其啟動(dòng)瞬間沖擊電流將相當(dāng)大，有可能燒壞 保險(xiǎn)，損壞整流橋；一臺(tái)逆變器出現(xiàn)故障，若逆變器不能迅速脫離整流單元直流母線，將有 可能造成元件損壞，嚴(yán)重的情況下，還將可能對(duì)整個(gè)整流單元造成影響，在多臺(tái)逆變器共用 一個(gè)整流單元的情況下，更是如此。在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于電源內(nèi)阻的存在，將造成電壓的不穩(wěn)定性；負(fù)載電流的變 化，也將會(huì)造成輸出電壓的波動(dòng)，這種瞬間的波動(dòng)，都可能會(huì)對(duì)逆變器直流回路產(chǎn)生一定沖 擊，極易損壞內(nèi)部的功率器件，理論上損壞的逆變器可以維修，但對(duì)最終用戶來(lái)說(shuō)，其維修 門(mén)檻偏高；在維修期間，也造成了生產(chǎn)資料閑置，因而降低了生產(chǎn)效率，使得維修綜合成本 抬高。因此，這就需要一種易于維護(hù)，同時(shí)又簡(jiǎn)單可靠，性價(jià)比較高的保護(hù)裝置，對(duì)逆變器進(jìn) 行保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種應(yīng)用于逆變器直流回 路的電氣保護(hù)裝置，通過(guò)在逆變器直流母線側(cè)回路增加一套電氣裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器直流 母線側(cè)電容的預(yù)儲(chǔ)能，對(duì)逆變器進(jìn)行較好的電氣保護(hù)。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，應(yīng)用于逆變器直流回路的電氣保護(hù)裝置，包括 在直流母線上接熔斷器，再連接第一開(kāi)關(guān)接觸器，通過(guò)開(kāi)關(guān)接觸器連接逆變器的輸入端；在 所述開(kāi)關(guān)接觸器上并聯(lián)預(yù)儲(chǔ)能充電回路，所述預(yù)儲(chǔ)能充電回路包括串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)接觸器 和變阻器。所述熔斷器、第一開(kāi)關(guān)接觸器和預(yù)儲(chǔ)能充電回路的組合為兩組或兩組以上。[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型對(duì)逆變器增加一套電氣裝置，該裝置不僅可以 對(duì)逆變器直流母線側(cè)電容進(jìn)行預(yù)儲(chǔ)能，有效防止因電壓波動(dòng)造成功率器件的損壞，而且還 能夠進(jìn)行電氣保護(hù)，在逆變器故障的情況下能夠自動(dòng)隔離逆變器與整流單元之間的聯(lián)系， 更大限度的保護(hù)電氣裝置。本裝置可集成到控制系統(tǒng)中，具有控制簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易 于維護(hù)的特點(diǎn)。

圖1為變頻器原理框圖。圖2為本實(shí)用新型在變頻器中間回路中的位置。圖3為本實(shí)用新型電路原理圖。圖4為邏輯控制程序圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案利用分壓原理，在電路中設(shè)計(jì)一功率組件，在電路中 進(jìn)行分壓，以較為安全的電壓對(duì)逆變器直流母線側(cè)電容進(jìn)行充電；利用開(kāi)關(guān)接觸器的隔離 功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)整流單元與逆變器之間的接通或分離；使用熔斷器，對(duì)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。本實(shí)用新型包括在直流母線上接熔斷器，再連接第一開(kāi)關(guān)接觸器，通過(guò)開(kāi)關(guān)接觸 器連接逆變器的輸入端；在所述開(kāi)關(guān)接觸器上并聯(lián)預(yù)儲(chǔ)能充電回路，所述預(yù)儲(chǔ)能充電回路 包括串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)接觸器和變阻器。如圖3所示，直流母線電源L+、L-上分別通過(guò)兩個(gè)熔斷器Fl、F2連接兩個(gè)開(kāi)關(guān)接 觸器ΚΙ、K3，分別通過(guò)開(kāi)關(guān)接觸器ΚΙ、K3連接1號(hào)逆變器和2號(hào)逆變器，此為工作回路；在 開(kāi)關(guān)接觸器ΚΙ、K3上分別并聯(lián)一個(gè)預(yù)儲(chǔ)能充電回路，即開(kāi)關(guān)接觸器K2和變阻器Rl的串聯(lián) 支路和開(kāi)關(guān)接觸器K4和變阻器R2的串聯(lián)支路。開(kāi)關(guān)接觸器ΚΙ、K2、K3、K4工作時(shí)序通過(guò) 邏輯程序加以控制。直流母線與逆變器之間串接一組電路保護(hù)用熔斷器Fl、F2，旁路為預(yù) 儲(chǔ)能充電回路，開(kāi)關(guān)接觸器K2、K4驅(qū)動(dòng)旁路功能；主回路為工作回路，開(kāi)關(guān)接觸器K1、K3驅(qū) 動(dòng)主回路。如圖2所示三相交流經(jīng)由整流器整流過(guò)后輸出直流電源，經(jīng)過(guò)本實(shí)用新型所述 的電氣保護(hù)裝置處理后輸出直流電源，給逆變器供電。如圖4所示，邏輯程序決定了各開(kāi)關(guān)接觸器的動(dòng)作時(shí)序，動(dòng)作時(shí)序由程序控制。在 程序圖中，定義了多組標(biāo)簽，其功能正如圖中所描述，代表著其執(zhí)行環(huán)境。程序標(biāo)簽說(shuō)明如 下Χ0:充電反饋Μ0:啟動(dòng)信號(hào)MlO 啟動(dòng)完成Μ20 儲(chǔ)能完成Μ30 逆變器1異常Μ31:逆變器2異常Υ0:旁路Κ2線圈
4[0027]Yl:旁路K4線圈Y10:主回路Kl線圈Yll:主回路K3線圈當(dāng)啟動(dòng)命令(MO)發(fā)出后，輸出地址標(biāo)簽YO及Yl所對(duì)應(yīng)的影像區(qū)則由低電平變成 高電平，驅(qū)動(dòng)外部電路，相應(yīng)的旁路開(kāi)關(guān)接觸器K2及K4將吸合，進(jìn)行低壓預(yù)儲(chǔ)能；當(dāng)預(yù)儲(chǔ)能 完成后，標(biāo)志位標(biāo)簽XO所對(duì)應(yīng)的影像區(qū)則由低電平變成高電平，接通主回路開(kāi)關(guān)接觸器Kl 及K3的影像地址YlO及Y11，主回路投入工作。若1號(hào)逆變器出現(xiàn)故障，M30低電平變成高 電平，切斷Y10，停止輸出，主回路開(kāi)關(guān)接觸器Kl將斷開(kāi)，從而使得故障逆變器脫離了整流 單元。本實(shí)用新型接入逆變器直流回路時(shí)，整流單元的輸出電壓經(jīng)由熔斷器和預(yù)儲(chǔ)能電 路流向逆變器。在啟動(dòng)逆變器時(shí)，先期接通旁路開(kāi)關(guān)K2和K4，經(jīng)過(guò)大功率組件，電流將從旁 路流入逆變器，當(dāng)儲(chǔ)能達(dá)到一定值后，逆變器檢測(cè)回路將反饋預(yù)儲(chǔ)能完成信號(hào)，通過(guò)該完成 信號(hào)接通主回路開(kāi)關(guān)Kl和K3，同時(shí)斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)K2和K4，從而完成對(duì)逆變器的預(yù)儲(chǔ)能功 能，逆變器投入到正常的工作當(dāng)中；當(dāng)1號(hào)逆變器發(fā)生故障時(shí)，可以斷開(kāi)主回路開(kāi)關(guān)K1，使 逆變器跳離整流單元直流母線，從而有效的隔離了故障逆變器與工作逆變器、整流單元的 關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變頻器更好保護(hù)的目的。
權(quán)利要求一種應(yīng)用于逆變器直流回路的電氣保護(hù)裝置，其特征是包括在直流母線上接熔斷器，再連接第一開(kāi)關(guān)接觸器，通過(guò)開(kāi)關(guān)接觸器連接逆變器的輸入端；在所述開(kāi)關(guān)接觸器上并聯(lián)預(yù)儲(chǔ)能充電回路，所述預(yù)儲(chǔ)能充電回路包括串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)接觸器和變阻器。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于逆變器直流回路的電氣保護(hù)裝置，其特征是所述熔斷 器、第一開(kāi)關(guān)接觸器和預(yù)儲(chǔ)能充電回路的組合為兩組或兩組以上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于逆變器直流回路的電氣保護(hù)裝置，包括在直流母線上接熔斷器，再連接第一開(kāi)關(guān)接觸器，通過(guò)開(kāi)關(guān)接觸器連接逆變器的輸入端；在所述開(kāi)關(guān)接觸器上并聯(lián)預(yù)儲(chǔ)能充電回路，所述預(yù)儲(chǔ)能充電回路包括串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)接觸器和變阻器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)逆變器增加一套電氣裝置，不僅可以對(duì)逆變器直流母線側(cè)電容進(jìn)行預(yù)儲(chǔ)能，有效防止因電壓波動(dòng)造成功率器件的損壞，而且還能夠進(jìn)行電氣保護(hù)，在逆變器故障的情況下能夠自動(dòng)隔離逆變器與整流單元之間的聯(lián)系，更大限度的保護(hù)電氣裝置；本裝置可集成到控制系統(tǒng)中，具有控制簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易于維護(hù)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/122GK201663434SQ20092004906
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者丁孟喜, 呂中亮, 袁濤 申請(qǐng)人:江蘇天奇物流系統(tǒng)工程股份有限公司