專利名稱：變頻變壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源，特別涉及一種變頻變壓電源。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷一體化的發(fā)展，各國(guó)間經(jīng)濟(jì)貿(mào)易日益增加，產(chǎn)品的銷售輻射 到全球的每個(gè)角落，而由于世界各地的用戶使用工況存在著非常大的差異，這就要求所生 產(chǎn)的產(chǎn)品需滿足不同狀況下的使用，對(duì)于壓縮機(jī)的生產(chǎn)而言，全球范圍使用差異較大的當(dāng) 屬用戶的電網(wǎng)，電網(wǎng)的差異主要體現(xiàn)在電網(wǎng)電壓及電網(wǎng)頻率。而對(duì)于壓縮機(jī)的生產(chǎn)廠家來 說，就得要生產(chǎn)出不同類型的產(chǎn)品滿足各種特有的需求，而首當(dāng)其沖面臨的難題就是如何 檢測(cè)不同電壓不同頻率配置的產(chǎn)品，解決方案只能是采用變頻電源進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。所謂變 頻電源是經(jīng)過AC(交流)一DC(直流)一AC(交流)變換的逆變電源，它主要功用是將現(xiàn) 有交流電網(wǎng)電源變換成所需頻率的，電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的電源。其實(shí)變頻電源已經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品，但市場(chǎng)的覆蓋面卻相對(duì)較窄，個(gè)中原因，價(jià) 格昂貴是蠻大的一個(gè)因素，這取決于它的生產(chǎn)工藝及控制原理。變頻電源的系統(tǒng)工作原 理為交流市電經(jīng)過整流后變?yōu)橹绷?，再?jīng)大功率模塊進(jìn)行逆變轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣?，通過隔離變 壓器輸出異頻異壓電源。變頻電源以微處理器為核心，以MPWM(多脈寬調(diào)制)方式制作， 用主動(dòng)元件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣三雙極型功率管)模塊設(shè) 計(jì)，采用了數(shù)字分頻、D/A(數(shù)字./模擬)轉(zhuǎn)換、瞬時(shí)值反饋、正弦脈寬調(diào)制等技術(shù)，使單 機(jī)容量可達(dá)1200kVA，以隔離變壓器輸出來增加整機(jī)穩(wěn)定性，具有負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)、輸出波形 品質(zhì)好、操作簡(jiǎn)便、體積小、重量輕等特點(diǎn)。變頻電源的技術(shù)指標(biāo)輸入380V/50HZ ；輸出 0-139A/160-500V,47-63HZ?，F(xiàn)有變頻電源的缺陷在于電流無過載特性，其過載能力為1. 0，即工作電流超過電 源額定電流時(shí)，變頻電源立即斷電保護(hù)。針對(duì)壓縮機(jī)而言，電源消耗在電動(dòng)機(jī)上，電動(dòng)機(jī)的 運(yùn)作采用的是星三角啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)的均值最大工作電流可達(dá)到額定電流的4 5倍，瞬時(shí)峰 值電流甚至達(dá)到7 9倍額定電流。例如，壓縮機(jī)在啟動(dòng)過程中瞬間電流非常大，100HP(馬力)壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)用美 國(guó)FLUKE43B表監(jiān)控到啟動(dòng)瞬間電流達(dá)到1440A，100HP (馬力)壓縮機(jī)的正常工作電流為 180A，即啟動(dòng)電流為正常工作電流的8倍。由于變頻電源的過載能力為1. 0，為保證壓縮 機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，按照此數(shù)據(jù)選擇變頻電源，得出所需電源功率為1440AX380VX1. 732 =947. 7KVA，則選擇變頻電源的規(guī)格為1000KVA，即使對(duì)電源做非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，在標(biāo)機(jī)電源原 有的各種性能技術(shù)指標(biāo)上，對(duì)電源的短時(shí)過載系統(tǒng)做改進(jìn)，使之能承受1. 5倍左右，時(shí)間在 少于15秒，電源容量選擇為947. 7KVA/1. 5約為631. 8KVA，變頻電源的規(guī)格為700KVA。即 驅(qū)動(dòng)100HP (馬力)的負(fù)荷，使用了 700/1000KVA的電源只是為了滿足設(shè)備瞬時(shí)啟動(dòng)時(shí)大電 流沖擊，正常工作時(shí)的功率僅為180AX380VX 1.732/1. 5 = 79KVA，造成能源的巨大浪費(fèi)， 同時(shí)也承受著資金的巨大壓力。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種變頻變壓電源，其根據(jù)測(cè)試設(shè)備不同 調(diào)節(jié)器件的規(guī)格，在滿足輸出電源電壓頻率性能前提下降低了電源的成本，同時(shí)具有更好 的適配性。為解決所述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種變頻變壓電源，其特征在于，其包 括市電，其為變頻變壓電源的輸入；進(jìn)線電源單元，其與市電連接并將市電的一路輸入分成兩路輸出；輸入電抗器單元，其與進(jìn)線電源單元并隔離變頻變壓電源波形中高次諧波；變頻器單元，其與輸入電抗器單元連接并分別將進(jìn)線電源單元的兩路輸出電源進(jìn) 行轉(zhuǎn)換；降壓?jiǎn)?dòng)單元，其與變頻器單元連接并抑制磁飽和電流；多輸出變壓器單元，其與降壓?jiǎn)?dòng)單元連接并根據(jù)實(shí)際需要將等同的市電電壓變 換為不同等級(jí)的電壓輸出；出線電源單元，其與多輸出變壓器單元連接并將每個(gè)等級(jí)的電壓分別分路輸出。優(yōu)選地，所述進(jìn)線電源單元包括進(jìn)線電源總開關(guān)、第一進(jìn)線電源分開關(guān)及第二進(jìn) 線電源分開關(guān)，進(jìn)線電源總開關(guān)和第一進(jìn)線電源分開關(guān)、第二進(jìn)線電源分開關(guān)連接。優(yōu)選地，所述輸入電抗器單元包括第一輸入電抗器和第二輸入電抗器，第一輸入 電抗器和第二輸入電抗器連接。優(yōu)選地，所述變頻器單元包括第一變頻器和第二變頻器，第一變頻器和第二變頻 器連接。優(yōu)選地，所述降壓?jiǎn)?dòng)單元包括第一接觸器、第二接觸器、第一降壓電阻和第二降 壓電阻，第一接觸器和第二接觸器、第一降壓電阻連接，第二降壓電阻和第一降壓電阻、第 二接觸器連接。優(yōu)選地，所述多輸出變壓器單元包括第一多輸出變壓器和第二多輸出變壓器，第 一多輸出變壓器和第二多輸出變壓器連接。優(yōu)選地，所述出線電源單元包括第一分路開關(guān)和第二分路開關(guān)，第一分路開關(guān)和 第二分路開關(guān)連接。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型變頻變壓電源根據(jù)測(cè)試設(shè)備不同調(diào) 節(jié)器件的規(guī)格，在滿足輸出電源電壓頻率性能前提下降低了電源的成本，具有更好的適配 性及經(jīng)濟(jì)性。

圖1為本實(shí)用新型變頻變壓電源的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型中進(jìn)線電源單元的原理框圖。圖3為本實(shí)用新型中輸入電抗器單元的原理框圖。圖4為本實(shí)用新型中變頻器單元的原理框圖。圖5為本實(shí)用新型中降壓?jiǎn)?dòng)單元的原理框圖。圖6為本實(shí)用新型中多輸出變壓器單元的原理框圖。[0028]圖7為本實(shí)用新型中出線電源單元的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實(shí)用新型。如圖1所示，本實(shí)用新型變頻變壓電源包括市電11、進(jìn)線電源單元12、輸入電抗器 單元13、變頻器單元14、降壓?jiǎn)?dòng)單元15、多輸出變壓器單元16和出線電源單元17。市電 11的作用為變頻變壓電源的輸入。進(jìn)線電源單元12與市電11連接，進(jìn)線電源單元12將市 電11的一路輸入分成兩路輸出，為后續(xù)輸出變頻變壓的控制電源及驅(qū)動(dòng)電源的輸入端，同 時(shí)也作為變頻變壓電源的短路保護(hù)。輸入電抗器單元13與進(jìn)線電源單元12連接，輸入電 抗器單元13隔離變頻變壓電源波形中高次諧波，減少變頻變壓電源對(duì)市電11的電磁干擾。 變頻器單元14與輸入電抗器單元13連接，變頻器單元14分別將進(jìn)線電源單元12的兩路輸 出電源進(jìn)行AC-DC-AC轉(zhuǎn)換，變化為不同于市電頻率，相同市電電壓的兩路電源，同時(shí)分別 作為兩路電源的過載保護(hù)。降壓?jiǎn)?dòng)單元15與變頻器單元14連接，降壓?jiǎn)?dòng)單元15使變 頻變壓電源的操作靈便，由于后接多輸出變壓器單元16，將導(dǎo)致變頻變壓電源啟動(dòng)時(shí)磁飽 和電流過大，影響變頻變壓電源的啟動(dòng)特性，通過降壓?jiǎn)?dòng)單元15抑制磁飽和電流，電源 達(dá)到快速啟動(dòng)。多輸出變壓器單元16與降壓?jiǎn)?dòng)單元15連接，多輸出變壓器單元16為根 據(jù)實(shí)際需要將等同的市電電壓變換為不同等級(jí)的電壓輸出。此時(shí)輸出的為不同市電頻率， 不同市電電壓的電源，滿足實(shí)際所需電源的要求。出線電源單元17與多輸出變壓器單元16 連接，出線電源單元17將每個(gè)等級(jí)的電壓分別分路輸出，并作為每路電壓的短路保護(hù)。 如圖2所示，進(jìn)線電源單元12包括進(jìn)線電源總開關(guān)21、第一進(jìn)線電源分開關(guān)22及 第二進(jìn)線電源分開關(guān)23，進(jìn)線電源總開關(guān)21和第一進(jìn)線電源分開關(guān)22、第二進(jìn)線電源分開 關(guān)23連接。進(jìn)線電源總開關(guān)21作為整套變頻變壓電源的接通/斷開以及對(duì)電源實(shí)現(xiàn)短路 保護(hù)；第一進(jìn)線電源分開關(guān)22作為變頻變壓電源驅(qū)動(dòng)部分的接通/斷開以及對(duì)驅(qū)動(dòng)部分實(shí) 現(xiàn)短路保護(hù)；第二進(jìn)線電源分開關(guān)23作為變頻變壓電源控制部分的接通/斷開以及對(duì)控制 部分實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。如圖3所示，輸入電抗器單元13包括第一輸入電抗器31和第二輸入電抗器32，第 一輸入電抗器31和第二輸入電抗器32連接。第一輸入電抗器31隔離變頻變壓電源驅(qū)動(dòng) 部分的高次諧波，減少電磁干擾；第二輸入電抗器32隔離變頻變壓電源控制部分的高次諧 波，減少電磁干擾。如圖4所示，變頻器單元14包括第一變頻器41和第二變頻器42，第一變頻器41 和第二變頻器42連接。第一變頻器41將變頻變壓電源驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行頻率改變，滿足所需 頻率；第二變頻器42將變頻變壓電源控制部分進(jìn)行頻率改變，滿足所需頻率。如圖5所示，降壓?jiǎn)?dòng)單元15包括第一接觸器51、第二接觸器52、第一降壓電阻 53和第二降壓電阻54，第一接觸器51和第二接觸器52、第一降壓電阻53連接，第二降壓電 阻54和第一降壓電阻53、第二接觸器52連接。第一降壓電阻53在變頻變壓電源驅(qū)動(dòng)部分 開啟時(shí)接通，而第一接觸器51在變頻變壓電源驅(qū)動(dòng)部分開啟后接通，共同控制第一多輸出 變壓器61 ；第二降壓電阻54在變頻變壓電源驅(qū)動(dòng)部分開啟時(shí)接通，而第二接觸器52在變 頻變壓電源驅(qū)動(dòng)部分開啟后接通，共同控制第二多輸出變壓器62 ；如圖6所示，多輸出變壓器單元16包括第一多輸出變壓器61和第二多輸出變壓器62，第一多輸出變壓器61和第二多輸出變壓器62連接。第一多輸出變壓器61將變頻變 壓電源驅(qū)動(dòng)部分頻率改變后進(jìn)行電壓改變，滿足所需變頻變壓電源；第二多輸出變壓器62 將變頻變壓電源控制部分頻率改變后進(jìn)行電壓改變，滿足所需變頻變壓電源。如圖7所示，出線電源單元17包括第一分路開關(guān)71和第二分路開關(guān)72，第一分路 開關(guān)71和第二分路開關(guān)72連接。第一分路開關(guān)71將滿足所需的變頻變壓驅(qū)動(dòng)電源與壓 縮機(jī)主回路接通/斷開以及對(duì)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；第二分路開關(guān)72將滿足所需的變頻變 壓控制電源與壓縮機(jī)控制回路接通/斷開以及對(duì)壓縮機(jī)控制回路實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。例如，市電11(380V，50HZ)進(jìn)入進(jìn)線電源單元12后分兩路輸出，兩路電源經(jīng)輸入 電抗器單元13后進(jìn)入變頻器單元14，輸出不同頻率的電壓(380V，50/60HZ)，經(jīng)過降壓?jiǎn)?動(dòng)單元15 (降壓?jiǎn)?dòng)柜起降壓限流啟動(dòng)作用)進(jìn)入多輸出變壓器單元16(輸入380V，輸出 230V/380V/400V/415V/460V)，輸出多路異頻異壓電源，經(jīng)出線電源單元17選擇相應(yīng)異頻 異壓輸出，供測(cè)試使用。其中一路電源作為設(shè)備的控制電源使用，另一路電源作為設(shè)備的驅(qū) 動(dòng)電源使用，通過輔助控制線路將設(shè)備的星三角啟動(dòng)的電流沖擊變更為變頻軟啟動(dòng)方式， 降低設(shè)備的啟動(dòng)沖擊，降低了驅(qū)動(dòng)線路的能力，同時(shí)提高了設(shè)備的使用壽命。本實(shí)用新型變頻變壓電源主要技術(shù)參數(shù)如下輸入?yún)?shù)額定電壓Ui = 380VAC ； 額定頻率:f = 50Hz ；輸出參數(shù)(雙路電源)；輸出電壓:220VAC, 230VAC, 400VAC, 415VAC, 440VAC,460VAC,575VAC ；額定電流Iel = 320A, Ie2 = 30A ；輸出頻率50Hz，60Hz。以上述測(cè)試100HP(馬力)壓縮機(jī)為例，說明本實(shí)用新型變頻變壓電源的選擇為 壓縮機(jī)的正常工作電流為180A，變頻軟啟動(dòng)瞬間電流為480A，即啟動(dòng)電流為正常工作電流 的2. 7倍，按照此數(shù)據(jù)得出480AX380AX 1. 732 = 316KVA，變頻的電流承載能力為1. 5，即 電源容量選擇為316KVA/1. 5約為210KVA，變頻變壓電源驅(qū)動(dòng)為160KW，變頻變壓電源的控 制只需15KW。與傳統(tǒng)變頻電源相比，經(jīng)濟(jì)性不言而喻，能源利用性也是差異顯著。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做 出多種變更或修改。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求1.一種變頻變壓電源，其特征在于，其包括 市電，其為變頻變壓電源的輸入；進(jìn)線電源單元，其與市電連接并將市電的一路輸入分成兩路輸出；輸入電抗器單元，其與進(jìn)線電源單元并隔離變頻變壓電源波形中高次諧波；變頻器單元，其與輸入電抗器單元連接并分別將進(jìn)線電源單元的兩路輸出電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換；降壓?jiǎn)?dòng)單元，其與變頻器單元連接并抑制磁飽和電流；多輸出變壓器單元，其與降壓?jiǎn)?dòng)單元連接并根據(jù)實(shí)際需要將等同的市電電壓變換為 不同等級(jí)的電壓輸出；出線電源單元，其與多輸出變壓器單元連接并將每個(gè)等級(jí)的電壓分別分路輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的變頻變壓電源，其特征在于，所述進(jìn)線電源單元包括進(jìn)線電源 總開關(guān)、第一進(jìn)線電源分開關(guān)及第二進(jìn)線電源分開關(guān)，進(jìn)線電源總開關(guān)和第一進(jìn)線電源分 開關(guān)、第二進(jìn)線電源分開關(guān)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的變頻變壓電源，其特征在于，所述輸入電抗器單元包括第一輸 入電抗器和第二輸入電抗器，第一輸入電抗器和第二輸入電抗器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的變頻變壓電源，其特征在于，所述變頻器單元包括第一變頻器 和第二變頻器，第一變頻器和第二變頻器連接。
5.如權(quán)利要求1所述的變頻變壓電源，其特征在于，所述降壓?jiǎn)?dòng)單元包括第一接觸 器、第二接觸器、第一降壓電阻和第二降壓電阻，第一接觸器和第二接觸器、第一降壓電阻 連接，第二降壓電阻和第一降壓電阻、第二接觸器連接。
6.如權(quán)利要求1所述的變頻變壓電源，其特征在于，所述多輸出變壓器單元包括第一 多輸出變壓器和第二多輸出變壓器，第一多輸出變壓器和第二多輸出變壓器連接。
7.如權(quán)利要求1所述的變頻變壓電源，其特征在于，所述出線電源單元包括第一分路 開關(guān)和第二分路開關(guān)，第一分路開關(guān)和第二分路開關(guān)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變頻變壓電源，其包括市電，其為變頻變壓電源的輸入；進(jìn)線電源單元，其與市電連接并將市電的一路輸入分成兩路輸出；輸入電抗器單元，其與進(jìn)線電源單元連接并隔離變頻變壓電源波形中高次諧波；變頻器單元，其與輸入電抗器單元連接并分別將進(jìn)線電源單元的兩路輸出電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換；降壓?jiǎn)?dòng)單元，其與變頻器單元連接并抑制磁飽和電流；多輸出變壓器單元，其與降壓?jiǎn)?dòng)單元連接并根據(jù)實(shí)際需要將等同的市電電壓變換為不同等級(jí)的電壓輸出；出線電源單元，其與多輸出變壓器單元連接并將每個(gè)等級(jí)的電壓分別分路輸出。本實(shí)用新型在滿足輸出電源電壓頻率性能前提下降低了電源的成本，同時(shí)具有更好的適配性。
文檔編號(hào)H02M5/40GK201781419SQ20102028637
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者程光明 申請(qǐng)人:上海斯可絡(luò)壓縮機(jī)有限公司